离线数据系统之HBase架构
HBase架构概括
Hbase架构角色
- hmaster的职责
- 管理用户对Table的增、删、改、查操作；
- 记录region在哪台Hregion server上
- 在Region Split后，负责新Region的分配；
- 新机器加入时，管理HRegion Server的负载均衡，调整Region分布
- 在HRegion Server宕机后，负责失效HRegion Server 上的Regions迁移。
- hregionserver的职责
- HRegion Server主要负责响应用户I/O请求，向HDFS文件系统中读写数据，是HBASE中最核心的模块。
- HRegion Server管理了很多table的分区，也就是region。
- client职责
- HBASE Client使用HBASE的RPC机制与HMaster和RegionServer进行通信
- 管理类操作：Client与HMaster进行RPC；
- 数据读写类操作：Client与HRegionServer进行RPC。
- Client： 包含访问HBase的接口并维护cache来加快对HBase的访问
- Zookeeper ：保证任何时候，集群中只有一个活跃master 存贮所有Region的寻址入口。 实时监控Region server的上线和下线信息。并实时通知Master 存储HBase的schema和table元数据。（实际HBASE从节点也要向Zookeeper注册）
- Master： 为Region server分配region； 负责Region server的负载均衡； 发现失效的Region server并重新分配其上的region ；管理用户对table的增删改操作
- RegionServer： Region server维护region，处理对这些region的IO请求； Region server负责切分在运行过程中变得过大的region
- Region： HBase自动把表水平划分成多个区域(region)，每个region会保存一个表里面某段连续的数据 ；每个表一开始只有一个region，随着数据不断插入表，region不断增大，当增大到一个阀值的时候，region就会等分会两个新的region（裂变）； 当table中的行不断增多，就会有越来越多的region。这样一张完整的表被保存在多个Regionserver 上。
- Memstore 与 storefile： 一个region由多个store组成，一个store对应一个CF（列族）； store包括位于内存中的memstore和位于磁盘的storefile写操作先写入memstore，当memstore中的数据达到某个阈值，hregionserver会启动flashcache进程写入storefile，每次写入形成单独的一个storefile； 当storefile文件的数量增长到一定阈值后，系统会进行合并（minor、major compaction），在合并过程中会进行版本合并和删除工作（majar），形成更大的storefile； 当一个region所有storefile的大小和数量超过一定阈值后，会把当前的region分割为两个，并由hmaster分配到相应的regionserver服务器，实现负载均衡 客户端检索数据，先在memstore找，找不到再找storefile
总结：
- HRegion是HBase中分布式存储和负载均衡的最小单元。
- 最小单元就表示不同的HRegion可以分布在不同的 HRegion server上。
-
HRegion由一个或者多个Store组成，每个store保存一个columns family。 每个Strore又由一个memStore和0至多个StoreFile组成。如图：StoreFile以HFile格式保存在HDFS上。
Hbase读写流程
- 写流程
- client向hregionserver发送写请求。
- hregionserver将数据写到hlog（write ahead log）。为了数据的持久化和恢复。
- hregionserver将数据写到内存（memstore）
- 反馈client写成功。
- 数据flush过程
- 当memstore数据达到阈值（默认是64M），将数据刷到硬盘，将内存中的数据删除，同时删除Hlog中的历史数据。
- 并将数据存储到hdfs中。
- 在hlog中做标记点。
- 数据合并过程
- 当数据块达到4块，hmaster将数据块加载到本地，进行合并
- 当合并的数据超过256M，进行拆分，将拆分后的region分配给不同的hregionserver管理
- 当hregionser宕机后，将hregionserver上的hlog拆分，然后分配给不同的hregionserver加载，修改.META.
- 注意：hlog会同步到hdfs
- hbase的读流程
- 通过zookeeper和-ROOT- .META.表定位hregionserver。
- 数据从内存和硬盘合并后返回给client
- 数据块会缓存