HBase 架构与工作原理1 - HBase 的数据模型
本文系转载,如有侵权,请联系我:likui0913@gmail.com
一、应用场景
HBase 与 Google 的 BigTable 极为相似,可以说 HBase 就是根据 BigTable 设计的,这一点在 BigTable 论文中也能发现。
在 BigTable 论文中提到了它的应用场景:
BigTable 是一个分布式的结构化数据存储系统,它被设计用来处理海量数据:通常是分布在数千台普通服务器上的 PB 级的数据。
Google 的很多项目使用 Bigtable 存储数据,包括 Web 索引、Google Earth、Google Finance。这些应用对 Bigtable 提出的要求差异非常大,无论是在数据量上(从 URL 到网页到卫星图像)还是在响应速度上(从后 端的批量处理到实时数据服务)。
Bigtable 已经在超过 60 个 Google 的产品和项目上得到了应用,包括 Google Analytics、Google Finance、 Orkut、Personalized Search、Writely 和 Google Earth。
以上应用场景的一个典型特点就是会不断的插入新的数据,而不怎么修改,比如Web 索引、Google Earth。而同时呢,也可能需要保存一定的历史数据用以查看或分析,比如网页快照、Google Analytics、或者联想到如今的大数据中,根据您以往的行为来预测您的行为与喜好等。另外它存储的属性可能会很多且不固定,比如一个网页的数据,除了它的内容外,可能还需要存储它相关的外链、关键字、锚点、标题、图片等。
那么根据这些应用的需求,对 BigTable 中的数据总结有以下特点:
- 数据量大
- 属性不固定
- 插入多,但不存在频繁的修改
- 存在历史版本数据
二、Table 组成元素
在 HBase 中,数据存储在具有行和列的表中,表的每行包含一个或多个列族,每个列族则可能包含一个或多个列,而行与列的交叉点则被称为单元格,用来存放数据的值。
表(Table)
Table 是在创建表时的 schema 声明定义的,其一旦创建便不可修改。
行(Row)
与传统关系系数据库类似却又不太相同,HBase 中的行具有如下特点:
- 行由一个或多个列族组成,每个列族包含一个或多个列,列可以动态添加;
- 每个行都包含一个行键(Rowkey),类似于关系型数据库中的主键。
- 行键是不可分割的字节数组,Table 中的行按照行键的字典序由低到高有序排列。
- 每行可以存储多个历史版本,默认读取的为最新的版本;
列族(Column Family)
列族是一个或多个列的集合,列可以动态增减,但是列族则需要在创建或修改表时提前定义。同一个列族下的所有列使用相同的前缀来标识其属于哪一个列族,比如列courses:history
和courses:math
都是列族courses
的成员。
在物理存储上,一个列族下的所有成员在文件系统上是存储在一起的,这个原理对于之后的优化有着重要的意义。
单元格(Cells)
单元格是行与列的交叉点,同时因为版本的存在,所以它类似于一个3维元祖 {row, column, version},同行键一样,单元格中的内容也是不可分割的字节数组。
三、示例
以稍微修改过的 BigTable 论文中的 Webtable 为例:有一个名为 WebTable 的表格,其中包含两行(com.cnn.www 和 com.example.www)和三个名为 contents、anchor 和 people 的列族。对于第一行(com.cnn.www),anchor 包含两列(anchor:cssnsi.com,anchor:my.look.ca),contants 包含一列(contents:html)。同时,row key 为 com.cnn.www 的行保存了 5 个版本(5 个历史数据),row key 为 com.example.www 的行则只保存了 1 个版本。contents 列族中,html 列限定符中包含指定网站的整个 HTML 内容。anchor 列族中,每个限定符都包含链接到该行所代表的站点的外部站点,以及它在链接锚点(anchor)中使用的文本。people 列族中则保存与该网站相关的人员。
那么根据这个示例,可以得到如下的逻辑视图与物理视图。
逻辑视图
Row Key | Time Stamp | ColumnFamily contents |
ColumnFamily anchor |
ColumnFamily people |
---|---|---|---|---|
“com.cnn.www” | t9 | anchor:cnnsi.com = “CNN” | ||
“com.cnn.www” | t8 | anchor:my.look.ca = “CNN.com” | ||
“com.cnn.www” | t6 | contents:html = “<html>…” | ||
“com.cnn.www” | t5 | contents:html = “<html>…” | ||
“com.cnn.www” | t3 | contents:html = “<html>…” | ||
“com.example.www” | t5 | contents:html = “<html>…” | people:author = “John Doe” |
与传统的关系型数据库不同的是,此表中为空的单元格(Cell)在实际中并不会占用空间或者说事实上并不存在,这正是 HBase “稀疏”的原因。使用表格只是查看 HBase 数据的一种方式,同样也可以转换成 JSON 格式:
{
"com.cnn.www": {
contents: {
t6: contents:html: "<html>..."
t5: contents:html: "<html>..."
t3: contents:html: "<html>..."
}
anchor: {
t9: anchor:cnnsi.com = "CNN"
t8: anchor:my.look.ca = "CNN.com"
}
people: {}
}
"com.example.www": {
contents: {
t5: contents:html: "<html>..."
}
anchor: {}
people: {
t5: people:author: "John Doe"
}
}
}
物理视图
HBase 的数据按照列族(cloumn family)物理存储。也即是说不同列族下的数据被分开存放,您可以随时将新的列限定符(column_family:column_qualifier)添加到现有的列族。对应上面的示例,它的物理存储如下:
列族 anchor:
Row Key | Time Stamp | Column Family anchor |
---|---|---|
“com.cnn.www” | t9 | anchor:cnnsi.com = “CNN” |
“com.cnn.www” | t8 | anchor:my.look.ca = “CNN.com” |
列族 contents:
Row Key | Time Stamp | Column Family contents |
---|---|---|
“com.cnn.www” | t6 | contents:html = “<html>…” |
“com.cnn.www” | t5 | contents:html = “<html>…” |
“com.cnn.www” | t3 | contents:html = “<html>…” |
列族 people:
Row Key | Time Stamp | Column Family people |
---|---|---|
“com.example.www” | t5 | people:author = “John Doe” |
这样的物理视图有 3 个特点:
- 概念视图中的空的单元格不会被存储;
- 通过 Rowkey、时间戳、列族与限定符可以定位到一条数据;
- 如果未指定时间戳,将返回最新的数据。比如 get(RowKey=”com.cnn.www”, column_family:column_qualifier=”contents:html”),将返回 t6 时间的值。
参考链接
- Google-Bigtable 中文版
- Apache HBase ™ Reference Guide # DataModel
- understanding HBase and BigTable
- HBase 官方文档中文版
HBase 架构与工作原理1 - HBase 的数据模型的更多相关文章
- HBase 架构与工作原理2 - HBase 组件
本文系转载,如有侵权,请联系我:likui0913@gmail.com 一.HBase 组件概览 Master-Slave 模式: HBase 体系结构遵循传统的 master-slave 模式,由一 ...
- HBase 架构与工作原理3 - HBase 读写与删除原理
本文系转载,如有侵权,请联系我:likui0913@gmail.com 一.前言 在 HBase 中,Region 是有效性和分布的基本单位,这通常也是我们在维护时能直接操作的最小单位.比如当一个集群 ...
- HBase(三)HBase架构与工作原理
一.系统架构 注意:应该是每一个 RegionServer 就只有一个 HLog,而不是一个 Region 有一个 HLog. 从HBase的架构图上可以看出,HBase中的组件包括Client.Zo ...
- HBase 架构与工作原理5 - Region 的部分特性
本文系转载,如有侵权,请联系我:likui0913@gmail.com Region Region 是表格可用性和分布的基本元素,由列族(Column Family)构成的 Store 组成.对象的层 ...
- HBase 架构与工作原理4 - 压缩、分裂与故障恢复
本文系转载,如有侵权,请联系我:likui0913@gmail.com Compacation HBase 在读写的过程中,难免会产生无效的数据以及过小的文件,比如:MemStore 在未达到指定大小 ...
- 转载->CPU的内部架构和工作原理
CPU的内部架构和工作原理 本片博客转自:http://www.cnblogs.com/onepixel/p/8724526.html 感谢博主分享! 内部架构 CPU 的根本任务就是执行指令,对计 ...
- CPU处理器架构和工作原理浅析
CPU处理器架构和工作原理浅析 http://c.biancheng.net/view/3456.html 汇编语言是学习计算机如何工作的很好的工具,它需要我们具备计算机硬件的工作知识. 基本微机设计 ...
- 1、cpu架构和工作原理
cpu架构和工作原理 计算机有5大基本组成部分,运算器,控制器,存储器,输入和输出.运算器和控制器封装到一起,加上寄存器组和cpu内部总线构成中央处理器(CPU).cpu的根本任务,就是执行指令,对计 ...
- CPU的内部架构和工作原理 (转,相当不错)
http://blog.chinaunix.net/uid-23069658-id-3563960.html 一直以来,总以为CPU内部真是如当年学习<计算机组成原理>时书上所介绍的那样, ...
随机推荐
- matplotlib绑定到PyQt5(无菜单)
很简单的实现matplotlib绑定到PyQt5 [知识点] import matplotlib matplotlib.use("Qt5Agg") from matplotlib. ...
- 一维码Code 128简介及其解码实现(zxing-cpp)
一维码Code 128:1981年推出,是一种长度可变.连续性的字母数字条码.与其他一维条码比较起来,相对较为复杂,支持的字元也相对较多,又有不同的编码方式可供交互运用,因此其应用弹性也较大. Cod ...
- 设置 idea 运行前不去检查其他类的错误的方法
问题描述 MainClass为要运行的正常类,目录下存在一个类ErrorClass有错误,运行MainClass时会无法运行. 现在需要忽略ErrorClass中的错误,执行MainClass中的代码 ...
- PersistentAliasAttribute & CalculatedAttribute & CalculatedPersistentAliasAttribute
一,PersistentAliasAttribute-[XPO提供] Indicates that a property is not persistent and its value is calc ...
- 如何用Fiddle工具实现手机抓包
Fiddler官方下载地址:http://fiddler2.com/ 在做手机或移动端APP的接口测试时,我们可以使用fiddler对APP进行抓包确认,抓取对应的网络交互信息.在抓取的信息中可以看到 ...
- Ubuntu18.04安装Python3.6.8
Ubuntu18.04预装了Python3.6.5 终于不再预装Python2.7了 但是系统预装的Python分散安装在各个目录里 以后改起来非常不方便 所以本次安装Python3.6.8 Pyth ...
- gitlab+jenkins持续集成--http方式连接gitlab
http://v.youku.com/v_show/id_XMjk3NTYyMDUxMg==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1
- Python函数式编程中map()、reduce()和filter()函数的用法
Python中map().reduce()和filter()三个函数均是应用于序列的内置函数,分别对序列进行遍历.递归计算以及过滤操作.这三个内置函数在实际使用过程中常常和“行内函数”lambda函数 ...
- Django_rest_framework_渲染器/解析器/路由控制/分页
目录 渲染器 解析器 路由控制 分页 渲染器 简介 什么是渲染器 根据 用户请求URL 或 用户可接受的类型,筛选出合适的 渲染组件. 渲染器的作用 序列化.友好的展示数据 渲染器配置 首先要在set ...
- iOS静态库.a总结(2017.1.24增加脚本打包方法)
修改于:2017.1.24 1.什么是库? 库是程序代码的集合,是共享程序代码的一种方式 2.根据源代码的公开情况,库可以分为2种类型 a.开源库 公开源代码,能看到具体实现 ,比如SDWebImag ...