一文搞懂HBase的基本原理

小云
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2023-09-23 07:30:52

HBase是一個(gè)分布式、可擴(kuò)展的列式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，基于Hadoop的HDFS構(gòu)建。它的基本原理可以概括為以下幾點(diǎn)：

  1. 數(shù)據(jù)模型：HBase的數(shù)據(jù)模型是一個(gè)稀疏的、多維的、分布式的有序映射表。數(shù)據(jù)按照行和列進(jìn)行存儲(chǔ)，每個(gè)單元格由行鍵、列族、列限定符和時(shí)間戳唯一標(biāo)識(shí)。

  2. 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：HBase的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在HDFS上，以HFile的形式存儲(chǔ)在分區(qū)和區(qū)域（Region）中。每個(gè)區(qū)域由一組連續(xù)的行鍵范圍組成，可以在集群中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行負(fù)載均衡。

  3. 分布式：HBase采用分布式的架構(gòu)，將數(shù)據(jù)分片存儲(chǔ)在多個(gè)RegionServer上。每個(gè)RegionServer負(fù)責(zé)管理多個(gè)區(qū)域，同時(shí)在內(nèi)存中維護(hù)一個(gè)MemStore，用于臨時(shí)存儲(chǔ)寫(xiě)入操作。

  4. 讀寫(xiě)過(guò)程：當(dāng)客戶(hù)端發(fā)送讀寫(xiě)請(qǐng)求時(shí)，HBase首先將請(qǐng)求路由到對(duì)應(yīng)的RegionServer，然后RegionServer根據(jù)請(qǐng)求的行鍵獲取數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)。對(duì)于讀操作，RegionServer首先檢查MemStore中是否存在數(shù)據(jù)，如果沒(méi)有則從HFile中讀取。對(duì)于寫(xiě)操作，RegionServer將數(shù)據(jù)寫(xiě)入MemStore，并定期將MemStore中的數(shù)據(jù)刷寫(xiě)到HFile中。

  5. 強(qiáng)一致性：HBase保證了強(qiáng)一致性，每個(gè)寫(xiě)操作都會(huì)生成一個(gè)WAL（Write-Ahead Log）日志，并通過(guò)HBase的分布式協(xié)調(diào)器ZooKeeper來(lái)維護(hù)數(shù)據(jù)的一致性。當(dāng)RegionServer出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過(guò)WAL和ZooKeeper的協(xié)同工作來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的恢復(fù)。

綜上所述，HBase是一個(gè)基于Hadoop的分布式列式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，采用稀疏的、多維的、分布式的有序映射表數(shù)據(jù)模型，通過(guò)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在HDFS上的分區(qū)和區(qū)域?qū)崿F(xiàn)分布式存儲(chǔ)，并通過(guò)MemStore和HFile來(lái)提供高性能的讀寫(xiě)操作。同時(shí)，HBase還保證了強(qiáng)一致性和數(shù)據(jù)的可靠性。

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