keyvalue

KeyValue中包含了豐富的自我描述信息:

KeyValue是支撐”稀疏矩陣”設計的一個關鍵點：一些Key相同的任意數量的獨立KeyValue就可以構成一行數據。但這種設計帶來的一個顯而易見的缺點：每一個KeyValue所攜帶的自我描述信息，會帶來顯著的數據膨脹。

為什么rowkey不能太長？columnfamily、qualifiter盡量短？

行級事務模型

寫寫并發控制

包括單行、批量多行。

• 單行：行鎖
• 多行：兩階段鎖協議，即：

(1) 獲取所有待寫入（更新）行記錄的行鎖

(2) 開始執行寫入（更新）操作

(3) 寫入完成之后再統一釋放所有行記錄的行鎖

讀寫并發控制：MVCC

Mutil Version Concurrent Control。HBase中MVCC機制實現主要分為兩步：

(1) 為每一個寫（更新）事務分配一個Region級別自增的序列號

(2) 為每一個讀請求分配一個已完成的最大寫事務序列號

MVCC的精髓是寫入的時候分配遞增版本信息（SequenceId），讀取的時候分配唯一的版本用于讀取可見，比之大的版本不可見。這里需要注意版本必須遞增，而且版本遞增的范圍一定程度上決定了事務是什么事務，比如HBase是Region級別的遞增版本，那么事務就是region級別事務。

非必須情況，不要使用行鎖。

sequenceId

為什么要有sequenceId？

先寫HLog,再寫memstore,兩個地方的數據是一致的，兩者如何一一對應？一一對應后，日志可刪除（因為只能保留有限日志）。

HLog日志如何刪除？HLog只能保存一定數量的日志,如果刪除日志文件，先刪除誰？ 先刪除年齡最老的日志文件，則其sequenceId最小。如果這些數據沒有落盤，就可以強制對其執行flush，之后就可以將HLog刪除。

RegionServer宕機，memsotre中數據丟失，數據從哪里開始恢復？

本質問題：mestore、Hlog中的數據是同一份，他們需要同一個標識。

讀寫并發控制

• HLog文件的基本結構
  

<logseq#-for-entire-txn>:<-1, 3, , , >

The -1 marker is just a special way of being backward compatible with an old HLog which would have contained a single . -1只是一個標志, 是為了對舊版本兼容.

問題一：HLog在什么時候可以過期回收？HLog在什么時候可以過期回收？

RegionServer會為每個Region維護了一個變量oldestUnflushedSequenceId（實際上是為每個Store，為了方便講解，此處暫且認為是Region，不影響原理），表示這個Region最早的還未落盤的seqid ，即這個seqid之前的所有數據都已經落盤。

下圖是flush過程中oldestUnflushedSequenceId變量變化的示意圖，初始時為null，假設在某一時刻階段二RegionA(紅色方框)要執行flush，中間HLog中sequenceId為1~4對應的數據將會落盤，在執行flush之前，HBase會append一個空的Entry到HLog，僅為獲取下一個sequenceId(5)，并將這個sequenceId賦給OldestUnflushedSequenceId-RegionA。如圖中第三階段OldestUnflushedSequenceId-RegionA指向sequenceId為5的Entry。

場景一中右側HLog還有未落盤的數據（sequenceid=5還未落盤），因此不能刪除；而場景二中右側HLog的所有數據都已經落盤，所以這個HLog理論上就已經可以被刪除回收。

問題二：HLog數量超過閾值(maxlogs)之后刪除最早HLog，應該強制刷新哪些Region？

HLog日志文件超過閾值，會刪除最老的，根據OldestUnflushedSequenceId，如果該日志中有數據未寫磁盤，則強制刷寫磁盤，然后將該日志文件刪除。

問題三：RegionServer宕機恢復replay日志時哪些WALEntry需要被回放，哪些會被skip？

理論上來說只需要回放Memstore中沒有落地的數據對應的WALEntry，已經落地數據對應的WALEntry可以skip。可問題是RegionServer已經宕機了，<region, oldestUnflushedSequenceId> 對應信息肯定沒有了，如何是好？想辦法持久化唄，上文分析oldestUnflushedSequenceId變量是flush時產生的一個變量，這個變量完全可以以flush的時候以元數據的形式寫到HFile中（代碼見下圖）：

到目前為止，上面所有分析都基于一個事實：hbase中flush操作是region級別操作，即每次執行flush都需要整個region中的所有store全都執行flush。

Per-CF Flush

map<region, map<store, oldestUnflushedSequenceId>>

RS宕機與恢復

由HMaster來管理并切分日志==>RegionServer切分日志（小文件多）==>RegionServer切分日志后，直接在Region-Buffer中回放。

Region 切分

Region切分觸發策略

ConstantSizeRegionSplitPolicy

IncreasingToUpperBoundRegionSplitPolicy：(#regions) * (#regions) * (#regions) * flush size * 2

在大集群條件下對于很多大表來說表現很優秀，但并不完美，這種策略下很多小表會在大集群中產生大量小region，分散在整個集群中。而且在發生region遷移時也可能會觸發region分裂。

SteppingSplitPolicy：如果region個數等于1，切分閾值為flush size * 2，否則為MaxRegionFileSize。

切分本質

雖然產生2個子Region，但還是指向原來的HFile文件。只有major compaction時，父region的數據才會遷移到子region目錄。

參考文獻

• HBase原理－要弄懂的sequenceId
• HBase原理－RegionServer宕機數據恢復
• HBase原理 – 所有Region切分的細節都在這里了
• HBase行級事務模型

轉載于:https://www.cnblogs.com/small-k/p/9911606.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的hbase实践之写流程拾遗的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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