Hbase的简介与架构：Hbase的简介与架构纸上得来终

原标题：Hbase的简介与架构
纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！
1.1什么是HBase
HBase的原型是Google的BigTable论文，受到了该论文思想的启发，目前作为Hadoop的子项目来开发维护，用于支持结构化的数据存储。
HBase是一个高可靠性、高性能、面向列、可伸缩的分布式存储系统
1.2Hbase特点
1）海量存储
Hbase适合存储PB级别的海量数据，在PB级别的数据以及采用廉价PC存储的情况下，能在几十到百毫秒内返回数据。
2）列式存储
这里的列式存储其实说的是列族（ColumnFamily）存储， Hbase是根据列族来存储数据的。列族下面可以有非常多的列，列族在创建表的时候就必须指定。
3）极易扩展
Hbase的扩展性主要体现在两个方面，一个是基于上层处理能力（RegionServer）的扩展，一个是基于存储的扩展（HDFS）。
通过横向添加RegionSever的机器，进行水平扩展，提升Hbase上层的处理能力，提升Hbsae服务更多Region的能力。
4）高并发（多核）
由于目前大部分使用Hbase的架构，都是采用的廉价PC ，因此单个IO的延迟其实并不小，一般在几十到上百ms之间。这里说的高并发，主要是在并发的情况下， Hbase的单个IO延迟下降并不多。能获得高并发、低延迟的服务。
5）稀疏
稀疏主要是针对Hbase列的灵活性，在列族中，你可以指定任意多的列，在列数据为空的情况下，是不会占用存储空间的。

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1.2Hbase架构

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从图中可以看出Hbase是由Client、Zookeeper、Master、HRegionServer、HDFS等几个组件组成，下面来介绍一下几个组件的相关功能：
1）Client
Client包含了访问Hbase的接口，另外Client还维护了对应的cache来加速Hbase的访问，比如cache的.META.元数据的信息。
2）Zookeeper
HBase通过Zookeeper来做master的高可用、RegionServer的监控、元数据的入口以及集群配置的维护等工作。具体工作如下：
通过Zoopkeeper来保证集群中只有1个master在运行，如果master异常，会通过竞争机制产生新的master提供服务
通过Zoopkeeper来监控RegionServer的状态，当RegionSevrer有异常的时候，通过回调的形式通知MasterRegionServer上下线的信息
通过Zoopkeeper存储元数据的统一入口地址
3）Hmaster（NameNode）
master节点的主要职责如下：
1．监控RegionServer
2．处理RegionServer故障转移
3．处理元数据的变更，维护集群的元数据信息
4．处理region的分配或转移，发现失效的Region ，并将失效的Region分配到正常的RegionServer上，当RegionSever失效的时候，协调对应Hlog的拆分
5．在空闲时间进行数据的负载均衡
6．通过Zookeeper发布自己的位置给客户端
4）HregionServer(DataNode)
HregionServer直接对接用户的读写请求，是真正的“干活”的节点。它的功能概括如下：
管理master为其分配的Region
处理来自客户端的读写请求
负责和底层HDFS的交互，存储数据到HDFS
负责Region变大以后的拆分
负责Storefile的合并工作
5）HDFS
HDFS为Hbase提供最终的底层数据存储服务，同时为HBase提供高可用（Hlog存储在HDFS）的支持，具体功能概括如下：
提供元数据和表数据的底层分布式存储服务
数据多副本，保证的高可靠和高可用性
6）．Write-Aheadlogs
HBase的修改记录，当对HBase读写数据的时候，数据不是直接写进磁盘，它会在内存中保留一段时间（时间以及数据量阈值可以设定）。但把数据保存在内存中可能有更高的概率引起数据丢失，为了解决这个问题，数据会先写在一个叫做Write-Aheadlogfile的文件中，然后再写入内存中。所以在系统出现故障的时候，数据可以通过这个日志文件重建。
7）．Region
Hbase表的分片， HBase表会根据RowKey值被切分成不同的region存储在RegionServer中，在一个RegionServer中可以有多个不同的region 。
8）．Store
【Hbase的简介与架构】HFile存储在Store中，一个Store对应HBase表中的一个列族(列簇， ColumnFamily) 。
9）．MemStore
顾名思义，就是内存存储，位于内存中，用来保存当前的数据操作，所以当数据保存在WAL中之后， RegsionServer会在内存中存储键值对。
10）．HFile
这是在磁盘上保存原始数据的实际的物理文件，是实际的存储文件。 StoreFile是以Hfile的形式存储在HDFS的。