HBase是一个分布式的、面向列的开源数据库,它是基于Google的Bigtable论文实现的,主要用于存储和处理海量的结构化和半结构化数据。HBase的数据存储模型和原理是什么呢?本文将从以下几个方面进行介绍:
1.HBase的数据模型
2.HBase的物理存储结构
3.HBase的写入流程
4.HBase的读取流程
HBase的数据模型
HBase的数据模型是一个多维的稀疏表,可以看作是一个巨大的Map,其中每个键值对由行键、列族、列限定符、时间戳和值组成。行键是表中每条记录的唯一标识,列族是一组相关列的集合,列限定符是列族中具体的列,时间戳是数据版本的标识,值是存储在单元格中的实际数据。HBase支持多版本数据,即同一个单元格可以有多个时间戳对应的值,这样可以实现数据的历史记录和快照功能。
HBase的数据模型可以用下图来表示:
HBase的物理存储结构
HBase的物理存储结构主要包括两个部分:内存中的MemStore和磁盘上的HFile。MemStore是一个写缓冲区,用于暂时存储写入操作产生的数据,当MemStore达到一定大小时,会将其内容刷写到磁盘上形成一个HFile。HFile是一个有序的、不可变的文件,用于永久存储数据,它采用LSM(Log-Structured Merge)树的结构,即将多个小文件合并成一个大文件,并且定期进行压缩和清理过期或重复的数据。HFile中包含了多个数据块和元数据块,每个数据块存储了一组键值对,每个元数据块存储了一些索引信息或统计信息。
HBase的物理存储结构可以用下图来表示:
HBase的写入流程
HBase的写入流程主要包括以下几个步骤:
1.客户端向HMaster请求分配一个RegionServer来处理写入操作。
2.HMaster根据负载均衡策略选择一个合适的RegionServer,并将其地址返回给客户端。
3.客户端向RegionServer发送写入请求,并等待响应。
4.RegionServer接收到写入请求后,首先将其写入WAL(Write Ahead Log)文件中,以保证数据不丢失。
5.然后,RegionServer将写入请求分发到对应的MemStore中,并更新内存中的索引信息。