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hbase

小编 22 2024-09-23 05:25

hbase 简介

（图片来源网络，侵删）

hbase 是一个开源的、非关系型分布式数据库，它是 apache hadoop 生态系统的一部分，基于 google 的 bigtable 设计，hbase 利用 hdfs（hadoop distributed file system）作为其底层存储，提供对大量结构化数据的随机实时读写访问，它是一个适合于非结构化或半结构化数据的存储系统，特别适合于那些需要高速读写和水平扩展能力的场景。

hbase 架构

hbase 的架构主要由以下组件组成：

master server: 负责监控和协调整个 hbase 集群，包括表的创建、删除以及区域服务器的管理。

region server: 负责处理客户端请求，执行数据读写操作，每个 region server 管理一个或多个 region。

region: 是 hbase 中数据存储的基本单位，每个表被分成多个 region，随着数据量的增加，region 会自动分割以保持数据均衡。

zookeeper ensemble: 用于维护 hbase 的元数据，并保证在 master 服务器故障时能够快速恢复服务。

hbase 数据模型

hbase 的数据模型由行键（row key）、列簇（column family）和时间戳（timestamp）三个维度定义：

row key: 唯一标识一行数据，类似于关系型数据库中的主键。

column family: 一组列的集合，用来组织相关的列，hbase 在物理存储上会将同一列族的数据存储在一起，优化 i/o 性能。

time stamp: 允许每个列有多个版本，通过时间戳来区分不同版本的数据。

hbase 特点

高可扩展性: 可以通过添加更多的机器来扩展系统的容量和性能。

高性能: 支持高并发访问，适合大规模数据的实时读写场景。

稀疏存储: 针对空值不进行存储，节省空间。

多版本并发控制（mvcc）: 提供了基于时间戳的版本控制。

线性和模块化扩展: 可以单独对读或写能力进行扩展。

hbase 应用场景

大数据处理: hbase 非常适合作为 mapreduce、spark 等大数据处理框架的底层存储。

实时分析: 对于需要实时分析的应用场景，如物联网设备数据收集、日志分析等。

消息队列: 可以用作大规模消息存储和传递的平台。

hbase 限制与不足

单行事务: hbase 不支持跨行事务，一次操作只能针对单个行键。

复杂的查询: 由于缺乏成熟的 sql 层，执行复杂的联表查询比较困难。

一致性问题: 默认情况下，hbase 提供的是最终一致性而非强一致性。

hbase 安装与配置

安装 hbase 通常需要以下步骤：

1、安装 java 环境。

2、下载 hbase 发行版并解压。

3、配置 hbase 的环境变量和配置文件（hbasesite.xml）。

4、启动 zookeeper（如果独立于 hbase 运行）。

5、启动 hbase master 和 region servers。

hbase shell 命令

hbase 提供了一个命令行工具——hbase shell，用于管理和操作 hbase 数据库，常用的 hbase shell 命令包括：

create: 创建表。

list: 列出所有表。

disable / enable: 禁用/启用表。

describe: 描述表结构。

put: 插入数据。

get: 获取数据。

scan: 扫描表中的数据。

delete: 删除数据。

drop: 删除表。

hbase api 使用

除了 hbase shell，还可以通过编程方式使用 hbase，它提供了多种语言的 api，如 java、rest、thrift 等，使用这些 api 可以实现自动化管理和数据处理流程，更好地集成到其他应用中。

hbase 安全机制

为了保证数据的安全性，hbase 支持 kerberos 认证和基于 sasl（simple authentication and security layer）的加密通信，通过配置相应的安全设置，可以确保数据传输和访问的安全性。

hbase 与其他数据库对比

与传统的关系型数据库相比，hbase 更适合处理大规模数据集的实时读写需求，但其在事务处理、复杂查询等方面不如传统数据库强大，与同样是 nosql 数据库的 cassandra、mongodb 等相比，hbase 更侧重于随机读写性能和与 hadoop 生态的整合。