HBase的安装和使用

摘要：文章作者原文链接基本介绍是一个分布式数据库可以提供数据的实时随机读写。表划分为不同的。高可用集群应配置两台一台处于状态一台处于状态，用于监听可以再从另外两条机器中再启动一个服务。

文章作者：foochane 

原文链接：https://foochane.cn/article/2019062801.html

Hbase是一个分布式数据库,可以提供数据的实时随机读写。

Hbase与mysql、oralce、db2、sqlserver等关系型数据库不同，它是一个NoSQL数据库（非关系型数据库）,并且有如下特点：

Hbase的表模型与关系型数据库的表模型不同：

Hbase的表没有固定的字段定义；

Hbase的表中每行存储的都是一些key-value对

Hbase的表中有列族的划分，用户可以指定将哪些kv插入哪个列族

Hbase的表在物理存储上，是按照列族来分割的，不同列族的数据一定存储在不同的文件中

Hbase的表中的每一行都固定有一个行键，而且每一行的行键在表中不能重复

Hbase中的数据，包含行键，包含key，包含value，都是byte[ ]类型，hbase不负责为用户维护数据类型

Hbase对事务的支持很差

HBASE相比于其他nosql数据库(mongodb、redis、cassendra、hazelcast)的特点：
因为Hbase的表数据存储在HDFS文件系统中,所以存储容量可以线性扩展； 数据存储的安全性可靠性极高！

hbase的表模型跟mysql之类的关系型数据库的表模型差别巨大

hbase的表模型中有：行的概念；但没有字段的概念

行中存的都是key-value对，每行中的key-value对中的key可以是各种各样的。

hbase表模型的要点

一个表，有表名

一个表可以分为多个列族（不同列族的数据会存储在不同文件中）

表中的每一行有一个“行键rowkey”，而且行键在表中不能重复

表中的每一对key-value叫做一个cell

hbase可以对数据存储多个历史版本（历史版本数量可配置），默认取最新的版本

整张表由于数据量过大，会被横向切分成若干个region（用rowkey范围标识），不同region的数据也存储在不同文件中

hbase会对插入的数据按顺序存储：

首先会按行键排序

同一行里面的kv会按列族排序，再按k排序

hbase的表数据类型：

hbase中只支持byte[] ,此处的byte[] 包括了： rowkey,key,value,列族名,表名。
表划分为不同的region。

[图片上传失败...(image-ec30fc-1561887883664)]

Hbase分布式系统包含两个角色

管理角色：HMaster(一般2台，一台active，一台standby）

数据节点角色：HRegionServer（多台，和datanode在一起）

Hbase不做数据处理的话，不需要yarn，yarn是复制Mapreduce计算的，Hbase只是负责数据管理

首先，要有一个HDFS集群，并正常运行； Hbase的regionserver应该跟hdfs中的datanode在一起
其次，还需要一个zookeeper集群，并正常运行,所以安装Hbase要先安装zookeeper，zookeeper前面已经安装过了。
然后，安装Hbase

各个节点角色分配如下：

解压hbase安装包 hbase-2.0.5-bin.tar.gz

修改hbase-env.sh

export JAVA_HOME=/usr/local/bigdata/java/jdk1.8.0_211

# 不启动hbase自带的zookeeper,我们自己已经装了
export HBASE_MANAGES_ZK=false

修改hbase-site.xml

    
    
        hbase.rootdir
        hdfs://Master:9000/hbase
    
    
    
        hbase.cluster.distributed
        true
    
    
    
        hbase.zookeeper.quorum
        Master:2181,Slave01:2181,Slave02:2181
    

修改 regionservers

Master
Slave01
Slave02

修改完成后，将安装文件夹放到三个节点的/usr/local/bigdata/目录下

先检查hdfs和zookeeper是否正常启动，
Master：

hadoop@Master:~$ jps
4918 DataNode
2744 QuorumPeerMain
4748 NameNode
9949 Jps
5167 SecondaryNameNode
hadoop@Master:~$ /usr/local/bigdata/zookeeper-3.4.6/bin/zkServer.sh status
JMX enabled by default
Using config: /usr/local/bigdata/zookeeper-3.4.6/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: follower

Slave01:

hadoop@Slave1:~$ jps
3235 QuorumPeerMain
3779 DataNode
5546 Jps
hadoop@Slave1:~$  /usr/local/bigdata/zookeeper-3.4.6/bin/zkServer.sh status
JMX enabled by default
Using config: /usr/local/bigdata/zookeeper-3.4.6/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: leader

Slave02:

hadoop@Slave2:~$ jps
11958 DataNode
13656 Jps
11390 QuorumPeerMain
hadoop@Slave2:~$  /usr/local/bigdata/zookeeper-3.4.6/bin/zkServer.sh status
JMX enabled by default
Using config: /usr/local/bigdata/zookeeper-3.4.6/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: follower

然后执行start-hbase.sh

$ bin/start-hbase.sh

上面的命令会启动配置文件regionserver里添加的所有机器，如果想手动启动其中一台可以用：

$ bin/hbase-daemon.sh start regionserver

启动完成后在Master上会启动HRegionServer和HMaster两个服务，Slave01和Slave02会启动HMaster服务。

高可用Hbase集群应配置两台master一台处于active状态一台处于standby状态，用于监听regionserver

可以再从另外两条机器中再启动一个HRegionServer服务。

$ bin/hbase-daemon.sh start master

新启的这个master会处于backup状态

使用命令hbase shell

bin/hbase shell
Hbase> list     // 查看表
Hbase> status   // 查看集群状态
Hbase> version  // 查看集群版本

问题

ERROR: org.apache.hadoop.hbase.ipc.ServerNotRunningYetException: Server is not running yet
        at org.apache.hadoop.hbase.master.HMaster.checkServiceStarted(HMaster.java:2932)
        at org.apache.hadoop.hbase.master.MasterRpcServices.isMasterRunning(MasterRpcServices.java:1084)
        at org.apache.hadoop.hbase.shaded.protobuf.generated.MasterProtos$MasterService$2.callBlockingMethod(MasterProtos.java)
        at org.apache.hadoop.hbase.ipc.RpcServer.call(RpcServer.java:413)
        at org.apache.hadoop.hbase.ipc.CallRunner.run(CallRunner.java:130)
        at org.apache.hadoop.hbase.ipc.RpcExecutor$Handler.run(RpcExecutor.java:324)
        at org.apache.hadoop.hbase.ipc.RpcExecutor$Handler.run(RpcExecutor.java:304)

解决

$ hdfs dfsadmin -safemode leave

create "t_user_info","base_info","extra_info"
         表名      列族名   列族名
         

hbase(main):011:0> put "t_user_info","001","base_info:username","zhangsan"
0 row(s) in 0.2420 seconds

hbase(main):012:0> put "t_user_info","001","base_info:age","18"
0 row(s) in 0.0140 seconds

hbase(main):013:0> put "t_user_info","001","base_info:sex","female"
0 row(s) in 0.0070 seconds

hbase(main):014:0> put "t_user_info","001","extra_info:career","it"
0 row(s) in 0.0090 seconds

hbase(main):015:0> put "t_user_info","002","extra_info:career","actoress"
0 row(s) in 0.0090 seconds

hbase(main):016:0> put "t_user_info","002","base_info:username","liuyifei"
0 row(s) in 0.0060 seconds

hbase(main):017:0> scan "t_user_info"
ROW                               COLUMN+CELL                                                                                     
 001                              column=base_info:age, timestamp=1496567924507, value=18                                         
 001                              column=base_info:sex, timestamp=1496567934669, value=female                                     
 001                              column=base_info:username, timestamp=1496567889554, value=zhangsan                              
 001                              column=extra_info:career, timestamp=1496567963992, value=it                                     
 002                              column=base_info:username, timestamp=1496568034187, value=liuyifei                              
 002                              column=extra_info:career, timestamp=1496568008631, value=actoress                               
2 row(s) in 0.0420 seconds

hbase(main):020:0> get "t_user_info","001"
COLUMN                            CELL                                                                                            
 base_info:age                    timestamp=1496568160192, value=19                                                               
 base_info:sex                    timestamp=1496567934669, value=female                                                           
 base_info:username               timestamp=1496567889554, value=zhangsan                                                         
 extra_info:career                timestamp=1496567963992, value=it                                                               
4 row(s) in 0.0770 seconds

hbase(main):021:0> delete "t_user_info","001","base_info:sex"
0 row(s) in 0.0390 seconds

删除整行数据：
hbase(main):024:0> deleteall "t_user_info","001"
0 row(s) in 0.0090 seconds

hbase(main):025:0> get "t_user_info","001"
COLUMN                            CELL                                                                                            
0 row(s) in 0.0110 seconds

3.4.1.6.    删除整个表：
hbase(main):028:0> disable "t_user_info"
0 row(s) in 2.3640 seconds

hbase(main):029:0> drop "t_user_info"
0 row(s) in 1.2950 seconds

hbase(main):030:0> list
TABLE                                                                                                                             
0 row(s) in 0.0130 seconds

=> []

插入到hbase中去的数据，hbase会自动排序存储：
排序规则： 首先看行键，然后看列族名，然后看列（key）名； 按字典顺序

Hbase的这个特性跟查询效率有极大的关系

比如：一张用来存储用户信息的表，有名字，户籍，年龄，职业....等信息
然后，在业务系统中经常需要：
查询某个省的所有用户
经常需要查询某个省的指定姓的所有用户

思路：如果能将相同省的用户在hbase的存储文件中连续存储，并且能将相同省中相同姓的用户连续存储，那么，上述两个查询需求的效率就会提高！！！

做法：将查询条件拼到rowkey内

代码流程：

创建一个连接：Connection conn = ConnectionFactory.createConnection(conf);

拿到一个DDL操作器：表管理器：adminAdmin admin = conn.getAdmin();

用表管理器的api去建表、删表、修改表定义：admin.createTable(HTableDescriptor descriptor);

@Before
public void getConn() throws Exception{
    // 构建一个连接对象
    Configuration conf = HBaseConfiguration.create(); // 会自动加载hbase-site.xml
    conf.set("hbase.zookeeper.quorum", "192.168.233.200:2181,192.168.233.201:2181,192.168.233.202:2181");
    
    conn = ConnectionFactory.createConnection(conf);
}


/**
 * DDL
 * @throws Exception 
 */
@Test
public void testCreateTable() throws Exception{

    // 从连接中构造一个DDL操作器
    Admin admin = conn.getAdmin();
    
    // 创建一个表定义描述对象
    HTableDescriptor hTableDescriptor = new HTableDescriptor(TableName.valueOf("user_info"));
    
    // 创建列族定义描述对象
    HColumnDescriptor hColumnDescriptor_1 = new HColumnDescriptor("base_info");
    hColumnDescriptor_1.setMaxVersions(3); // 设置该列族中存储数据的最大版本数,默认是1
    
    HColumnDescriptor hColumnDescriptor_2 = new HColumnDescriptor("extra_info");
    
    // 将列族定义信息对象放入表定义对象中
    hTableDescriptor.addFamily(hColumnDescriptor_1);
    hTableDescriptor.addFamily(hColumnDescriptor_2);
    
    
    // 用ddl操作器对象：admin 来建表
    admin.createTable(hTableDescriptor);
    
    // 关闭连接
    admin.close();
    conn.close();
    
}


/**
 * 删除表
 * @throws Exception 
 */
@Test
public void testDropTable() throws Exception{
    
    Admin admin = conn.getAdmin();
    
    // 停用表
    admin.disableTable(TableName.valueOf("user_info"));
    // 删除表
    admin.deleteTable(TableName.valueOf("user_info"));
    
    
    admin.close();
    conn.close();
}

// 修改表定义--添加一个列族
@Test
public void testAlterTable() throws Exception{
    
    Admin admin = conn.getAdmin();
    
    // 取出旧的表定义信息
    HTableDescriptor tableDescriptor = admin.getTableDescriptor(TableName.valueOf("user_info"));
    
    
    // 新构造一个列族定义
    HColumnDescriptor hColumnDescriptor = new HColumnDescriptor("other_info");
    hColumnDescriptor.setBloomFilterType(BloomType.ROWCOL); // 设置该列族的布隆过滤器类型
    
    // 将列族定义添加到表定义对象中
    tableDescriptor.addFamily(hColumnDescriptor);
    
    
    // 将修改过的表定义交给admin去提交
    admin.modifyTable(TableName.valueOf("user_info"), tableDescriptor);
    
    
    admin.close();
    conn.close();
    
}

HBase的增删改查

    Connection conn = null;
    
    @Before
    public void getConn() throws Exception{
        // 构建一个连接对象
        Configuration conf = HBaseConfiguration.create(); // 会自动加载hbase-site.xml
        conf.set("hbase.zookeeper.quorum", "Master:2181,Slave01:2181,Slave02:2181");
        
        conn = ConnectionFactory.createConnection(conf);
    }
    
    
    /**
     * 增
     * 改:put来覆盖
     * @throws Exception 
     */
    @Test
    public void testPut() throws Exception{
        
        // 获取一个操作指定表的table对象,进行DML操作
        Table table = conn.getTable(TableName.valueOf("user_info"));
        
        // 构造要插入的数据为一个Put类型(一个put对象只能对应一个rowkey)的对象
        Put put = new Put(Bytes.toBytes("001"));
        put.addColumn(Bytes.toBytes("base_info"), Bytes.toBytes("username"), Bytes.toBytes("张三"));
        put.addColumn(Bytes.toBytes("base_info"), Bytes.toBytes("age"), Bytes.toBytes("18"));
        put.addColumn(Bytes.toBytes("extra_info"), Bytes.toBytes("addr"), Bytes.toBytes("北京"));
        
        
        Put put2 = new Put(Bytes.toBytes("002"));
        put2.addColumn(Bytes.toBytes("base_info"), Bytes.toBytes("username"), Bytes.toBytes("李四"));
        put2.addColumn(Bytes.toBytes("base_info"), Bytes.toBytes("age"), Bytes.toBytes("28"));
        put2.addColumn(Bytes.toBytes("extra_info"), Bytes.toBytes("addr"), Bytes.toBytes("上海"));
    
        
        ArrayList puts = new ArrayList<>();
        puts.add(put);
        puts.add(put2);
        
        
        // 插进去
        table.put(puts);
        
        table.close();
        conn.close();
        
    }
    
    
    /**
     * 循环插入大量数据
     * @throws Exception 
     */
    @Test
    public void testManyPuts() throws Exception{
        
        Table table = conn.getTable(TableName.valueOf("user_info"));
        ArrayList puts = new ArrayList<>();
        
        for(int i=0;i<100000;i++){
            Put put = new Put(Bytes.toBytes(""+i));
            put.addColumn(Bytes.toBytes("base_info"), Bytes.toBytes("username"), Bytes.toBytes("张三"+i));
            put.addColumn(Bytes.toBytes("base_info"), Bytes.toBytes("age"), Bytes.toBytes((18+i)+""));
            put.addColumn(Bytes.toBytes("extra_info"), Bytes.toBytes("addr"), Bytes.toBytes("北京"));
            
            puts.add(put);
        }
        
        table.put(puts);
        
    }
    
    /**
     * 删
     * @throws Exception 
     */
    @Test
    public void testDelete() throws Exception{
        Table table = conn.getTable(TableName.valueOf("user_info"));
        
        // 构造一个对象封装要删除的数据信息
        Delete delete1 = new Delete(Bytes.toBytes("001"));
        
        Delete delete2 = new Delete(Bytes.toBytes("002"));
        delete2.addColumn(Bytes.toBytes("extra_info"), Bytes.toBytes("addr"));
        
        ArrayList dels = new ArrayList<>();
        dels.add(delete1);
        dels.add(delete2);
        
        table.delete(dels);
        
        
        table.close();
        conn.close();
    }
    
    /**
     * 查
     * @throws Exception 
     */
    @Test
    public void testGet() throws Exception{
        
        Table table = conn.getTable(TableName.valueOf("user_info"));
        
        Get get = new Get("002".getBytes());
        
        Result result = table.get(get);
        
        // 从结果中取用户指定的某个key的value
        byte[] value = result.getValue("base_info".getBytes(), "age".getBytes());
        System.out.println(new String(value));
        
        System.out.println("-------------------------");
        
        // 遍历整行结果中的所有kv单元格
        CellScanner cellScanner = result.cellScanner();
        while(cellScanner.advance()){
            Cell cell = cellScanner.current();
            
            byte[] rowArray = cell.getRowArray();  //本kv所属的行键的字节数组
            byte[] familyArray = cell.getFamilyArray();  //列族名的字节数组
            byte[] qualifierArray = cell.getQualifierArray();  //列名的字节数据
            byte[] valueArray = cell.getValueArray(); // value的字节数组
            
            System.out.println("行键: "+new String(rowArray,cell.getRowOffset(),cell.getRowLength()));
            System.out.println("列族名: "+new String(familyArray,cell.getFamilyOffset(),cell.getFamilyLength()));
            System.out.println("列名: "+new String(qualifierArray,cell.getQualifierOffset(),cell.getQualifierLength()));
            System.out.println("value: "+new String(valueArray,cell.getValueOffset(),cell.getValueLength()));
            
        }
        
        table.close();
        conn.close();
        
    }
    
    
    /**
     * 按行键范围查询数据
     * @throws Exception 
     */
    @Test
    public void testScan() throws Exception{
        
        Table table = conn.getTable(TableName.valueOf("user_info"));
        
        // 包含起始行键，不包含结束行键,但是如果真的想查询出末尾的那个行键，那么，可以在末尾行键上拼接一个不可见的字节（00）
        Scan scan = new Scan("10".getBytes(), "1000001".getBytes());
        
        ResultScanner scanner = table.getScanner(scan);
        
        Iterator iterator = scanner.iterator();
        
        while(iterator.hasNext()){
            
            Result result = iterator.next();
            // 遍历整行结果中的所有kv单元格
            CellScanner cellScanner = result.cellScanner();
            while(cellScanner.advance()){
                Cell cell = cellScanner.current();
                
                byte[] rowArray = cell.getRowArray();  //本kv所属的行键的字节数组
                byte[] familyArray = cell.getFamilyArray();  //列族名的字节数组
                byte[] qualifierArray = cell.getQualifierArray();  //列名的字节数据
                byte[] valueArray = cell.getValueArray(); // value的字节数组
                
                System.out.println("行键: "+new String(rowArray,cell.getRowOffset(),cell.getRowLength()));
                System.out.println("列族名: "+new String(familyArray,cell.getFamilyOffset(),cell.getFamilyLength()));
                System.out.println("列名: "+new String(qualifierArray,cell.getQualifierOffset(),cell.getQualifierLength()));
                System.out.println("value: "+new String(valueArray,cell.getValueOffset(),cell.getValueLength()));
            }
            System.out.println("----------------------");
        }
    }
    
    @Test
    public void test(){
        String a = "000";
        String b = "000";
        
        System.out.println(a);
        System.out.println(b);
        
        
        byte[] bytes = a.getBytes();
        byte[] bytes2 = b.getBytes();
        
        System.out.println("");
        
    }