hbase 数据库深入使用与相关数据的加载

hbase的部分

• 一：hbase 数据检索流程
• 二：hbase 数据库java api 调用
• 三：hbase 各个服务的作用
• 四：hbase 与mapreduce集成

一：hbase 数据检索流程

1.1 hbase 数据检索流程图：

1.2 hbase 读的流程：

读流程：
1、client请求zookeeper集群（root/meta）(meta)
        --有多少table，table有哪些region（startrow、stoprow）
2、client找到region对应的region server
3、region server响应客户端请求    

1.3. hhbase 写的流程

1、client请求zookeeper集群，该数据应该写入哪个region
2、向region所在的region server 发起写请求
3、数据先写进HLOG（WAL）
4、然后写入memstore（flush） 
5、当memstore达到阀值，写入storefile（compact）
6、当storefile达到阀值，合并成新的storefile
7、当region达到阀值，当前region会划分为两个新的region（split）

1.4 hbase 读写流程存储核心的三个机制

1. flush机制：当memstore满了以后会flush陈一个storefile
2. compact机制：当storefile达到阀值，合并storefile，合并过程中cell版本合并和数据删除
3. split机制：当region不断增大，达到阀值，region会分成两个新的region

二：hbase 数据库java api 调用

2.1 eclipse 环境配置

 更改maven 的源：
 上传repository.tar.gz 

cd .m2
mv repository repository.bak2016612 
rz repository.tar.gz 
tar -zxvf repository.tar.gz 
cd /home/hadoop/yangyang/hbase
cp -p hbase-site.xml log4j.properties /home/hadoop/workspace/studyhbase/src/main/rescourse

更改eclipse 的pom.xml

增加：

<dependency>
    <groupId>org.apache.hbase</groupId>
    <artifactId>hbase-server</artifactId>
    <version>0.98.6-hadoop2</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.hbase</groupId>
    <artifactId>hbase-client</artifactId>
    <version>0.98.6-hadoop2</version>
</dependency>

2.2 hbase java api 掉用：

package org.apache.hadoop.hbase;
import java.io.IOException;
import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.Cell;
import org.apache.hadoop.hbase.CellUtil;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Get;
import org.apache.hadoop.hbase.client.HBaseAdmin;
import org.apache.hadoop.hbase.client.HTable;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Put;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Result;
import org.apache.hadoop.hbase.client.ResultScanner;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Scan;
import org.apache.hadoop.hbase.util.Bytes;
public class HbaseOperation {
    /**
     * 
     * @param args
     * @throws IOException
     */
    public static HTable getTable(String tableName) throws IOException {
        // Get configuration
        Configuration conf = HBaseConfiguration.create();
        // Get Table
        HTable table = new HTable(conf, tableName);
        return table;
    }
    public static void getData() throws IOException {
        HTable table = HbaseOperation.getTable("user");
        // Get Data
        Get get = new Get(Bytes.toBytes("1001"));
        Result result = table.get(get);
        Cell[] cells = result.rawCells();
        for (Cell cell : cells) {
            System.out.print(Bytes.toString(CellUtil.cloneFamily(cell)) + ":");
            System.out.print(Bytes.toString(CellUtil.cloneQualifier(cell))
                    + "==>");
            System.out.println(Bytes.toString(CellUtil.cloneValue(cell)));
        }
        table.close();
    }
    /**
     * 
     * @param args
     * @throws IOException
     */
    public static void putData() throws IOException {
        HTable table = HbaseOperation.getTable("user");
        Put put = new Put(Bytes.toBytes("1004"));
        put.add(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("name"),
                Bytes.toBytes("zhaoliu"));
        put.add(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("age"),
                Bytes.toBytes("50"));
        put.add(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("sex"),
                Bytes.toBytes("male"));
        table.put(put);
        table.close();
    }
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        HTable table = HbaseOperation.getTable("user");
        Scan scan = new Scan();
        scan.setStartRow(Bytes.toBytes("1001")) ;
        scan.setStopRow(Bytes.toBytes("1002")) ;
        ResultScanner resultScanner = table.getScanner(scan);
        for (Result res : resultScanner) {
            Cell[] ress = res.rawCells();
            for (Cell cell : ress) {
                System.out.print(Bytes.toString(CellUtil.cloneRow(cell))
                        + "\t");
                System.out.print(Bytes.toString(CellUtil.cloneFamily(cell))
                        + ":");
                System.out.print(Bytes.toString(CellUtil.cloneQualifier(cell))
                        + "==>");
                System.out.println(Bytes.toString(CellUtil.cloneValue(cell)));
            }
            table.close();
        }
    }
}

三：hbase 各个服务的作用

3.1 Hmaster 作用：

    1、为region server分配region
    2、负责region server的负责均衡
    3、发现失效的region server，需要重新分配其上的region
    4、监听zk,基于zookeeper感应region server的上下线
    5、监听zk,基于zookeeper来保证HA
    6、不参与客户端数据读写访问
    7、负载低（通常情况下可以把它和其他服务器（NN/SNN）整合在一起）
    8、无单点故障（SPOF）

3.2 Hregionserver 作用：

    1、维护master分配给它的region
    2、响应客户端的IO访问请求（读写）
    3、处理region的flush、compact、split
    4、维护region的cache

3.4 zookeeper 作用：

    1、保证集群里面只有一个master（HA）
    2、保存了root region的位置（meta），访问入口地址
    3、实时监控region server的状态，及时通知region server上下线消息给master
    4、存储了hbase的schema，包括哪些table，每个表有哪些列簇

四：hbase 与mapreduce集成

4.1 hbase 获取jar命令

bin/hbase mapredcp 

4.2 配置环境变量

vim .bash_profile
export HADOOP_HOME=/home/hadoop/yangyang/hadoop
export HBASE_HOME=/home/hadoop/yangyang/hbase
export HADOOP_CLASSPATH=`$HBASE_HOME/bin/hbase mapredcp`
PATH=$PATH:$HOME/bin:$JAVA_HOME/bin:${HADOOP_HOME}/bin:${MAVEN_HOME}/bin:${HBASE_HOME}:${HADOOP_CLASSPATH}
soure .bash_profile

4.3 统计一个hbase表：

cd /home/hadoop/yangyang/hadoop
bin/yarn jar /home/hadoop/yangyang/hbase/lib/hbase-server-0.98.6-cdh5.3.6.jar rowcounter user

4.4 导入一个生成的hbase 表的in.tsv

vim in.tsv
---
10010   zhangsan        30      shanghai
10011   lisi    31      beijin
10012   wangwu  32      shanghai
10013   zaoliu  30      beijin

hdfs dfs -put in.tsv /input
yarn jar /home/hadoop/yangyang/hbase/lib/hbase-server-0.98.6-cdh5.3.6.jar importtsv -Dimporttsv.columns=HBASE_ROW_KEY,info:name,info:age,info:address user /input/in.tsv

4.5 使用BulkLoad加载数据

vim out.tsv 
110     zhangsan        30      shanghai
111     lisi    31      beijin
112     wangwu  32      shanghai
113     zaoliu  30      beijin

hdfs dfs -put out.tsv /input 
<!-- 将tsv 文件转换成hfile 文件（在hdfs 上面）-->
yarn jar /home/hadoop/yangyang/hbase/lib/hbase-server-0.98.6-cdh5.3.6.jar importtsv -Dimporttsv.bulk.output=/hfileoutput/ -Dimporttsv.columns=HBASE_ROW_KEY,info:name,info:age,info:tel user /input/out.tsv
<!-- 将hfile 加载到hbase 的表中
yarn jar /home/hadoop/yangyang/hbase/lib/hbase-server-0.98.6-cdh5.3.6.jar completebulkload /hfileoutput user

4.6 hbase 表中提取相关字段，生成新的表

提取hbase 表中的user 表的name 与age 字段 生成新表student

package org.apache.hadoop.studyhbase;
import java.io.IOException;
import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.conf.Configured;
import org.apache.hadoop.hbase.Cell;
import org.apache.hadoop.hbase.CellUtil;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Put;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Result;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Scan;
import org.apache.hadoop.hbase.io.ImmutableBytesWritable;
import org.apache.hadoop.hbase.mapreduce.TableMapReduceUtil;
import org.apache.hadoop.hbase.mapreduce.TableMapper;
import org.apache.hadoop.hbase.mapreduce.TableReducer;
import org.apache.hadoop.hbase.util.Bytes;
import org.apache.hadoop.io.NullWritable;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Job;
import org.apache.hadoop.util.Tool;
import org.apache.hadoop.util.ToolRunner;
public class User2StudentMapReduce extends Configured implements Tool{
    // step 1: Mapper
    public static class ReadUserMapper //
            extends TableMapper<ImmutableBytesWritable, Put>{
        @Override
        protected void map(ImmutableBytesWritable key, Result value,
                Context context)
                        throws IOException, InterruptedException {
            // user: name & age  ->  student: name & age : put
            // create Put
            Put put = new Put(key.get()) ;
            // add column
            for(Cell cell: value.rawCells()){
                // add family: info
                if("info".equals(Bytes.toString(CellUtil.cloneFamily(cell)))){
                    // add column: name
                    if("name".equals(Bytes.toString(CellUtil.cloneQualifier(cell)))){
                        put.add(cell) ;
                    //  CellUtil.cloneValue(cell)
                    //  put.add(family, qualifier, value) ;
                    }
                    // add column: age
                    else if("age".equals(Bytes.toString(CellUtil.cloneQualifier(cell)))){
                        put.add(cell) ;
                    }
                }
            }
            // context output
            context.write(key, put);
        }
    }
    // step 2: Reducer
    public static class WriteStudentReducer //
            extends TableReducer<ImmutableBytesWritable, Put, NullWritable>{
        @Override
        protected void reduce(ImmutableBytesWritable key, Iterable<Put> values,
                Context context) throws IOException, InterruptedException {
            for(Put put : values){
                context.write(NullWritable.get(), put);
            }
        }
    }
    // step 3: Driver
    public int run(String[] args) throws Exception {
        // 1) Configuration
        Configuration conf = this.getConf();
        // 2) create job
        Job job = Job.getInstance(conf, this.getClass().getSimpleName()) ;
        job.setJarByClass(User2StudentMapReduce.class);
        // 3) set job
        // input -> mapper -> shuffle -> reducer -> output
        Scan scan = new Scan() ;
        scan.setCacheBlocks(false);
        scan.setCaching(500);        // 1 is the default in Scan, which will be bad for MapReduce jobs
        TableMapReduceUtil.initTableMapperJob(
                  "user",        // input table
                  scan,               // Scan instance to control CF and attribute selection
                  ReadUserMapper.class,     // mapper class
                  ImmutableBytesWritable.class,         // mapper output key
                  Put.class,  // mapper output value
                  job //
          );
        TableMapReduceUtil.initTableReducerJob(
                  "student",        // output table
                  WriteStudentReducer.class,    // reducer class
                  job //
            );
        job.setNumReduceTasks(1);   // at least one, adjust as required
        boolean isSuccess = job.waitForCompletion(true);
        if (!isSuccess) {
          throw new IOException("error with job!");
        }
        return isSuccess ? 0 : 1;
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Configuration conf = HBaseConfiguration.create();
        int status = ToolRunner.run(//
                conf, //
                new User2StudentMapReduce(), //
                args //
            );
        System.exit(status);
    }
}

去hbase 上面新建空表student
create 'student','info'

导出新生成jar包User2Student.jar运行：

cd /home/hadoop/jars
yarn jar User2Student.jar

查询hbase进行验证：