HBase的rowkey的设计原则

HBase的rowkey的设计原则


HBase是三维有序存储的,通过rowkey(行键),column key(column family和qualifier)和TimeStamp(时
间戳)这个三个维度可以对HBase中的数据进行快速定位。
HBase中rowkey可以唯一标识一行记录,三种查询方式
通过get方式,指定rowkey获取唯一一条记录
通过scan方式,设置startRow和stopRow参数进行范围匹配
全表扫描,即直接扫描整张表中所有行记录


 Rowkey长度原则


rowkey是一个二进制码流,可以是任意字符串,最大长度64kb,实际应用中一般为10-100bytes,以byte[]形式保
存,一般设计成定长。
数据的持久化文件HFile中是按照KeyValue存储的,如果rowkey过长,比如超过100字节,1000w行数据,光
rowkey就要占用100*1000w=10亿个字节,将近1G数据,这样会极大影响HFile的存储效率; MemStore将缓存部
分数据到内存,如果rowkey字段过长,内存的有效利用率就会降低,系统不能缓存更多的数据,这样会降低检索
效率。 目前操作系统都是64位系统,内存8字节对齐,控制在16个字节,8字节的整数倍利用了操作系统的最佳特
性。


Rowkey 散列原则


@Test
public void tesValueFilter() throws IOException {
        //1、创建过滤器
        ValueFilter filter = new ValueFilter(CompareFilter.CompareOp.EQUAL, new
BinaryComparator("张三".getBytes()));
        //2、创建扫描器
        Scan scan = new Scan();
        //3、将过滤器设置到扫描器中
        scan.setFilter(filter);
        //4、获取HBase的表
        Table table = connection.getTable(TableName.valueOf("user"));
        //5、扫描HBase的表(注意过滤操作是在服务器进行的,也即是在regionServer进行的)
        ResultScanner scanner = table.getScanner(scan);
        for (Result result : scanner) {
            // 6.打印数据 获取所有的单元格
            List<Cell> cells = result.listCells();
            for (Cell cell : cells) {
                // 打印rowkey,family,qualifier,value
                System.out.println(Bytes.toString(CellUtil.cloneRow(cell))
                        + "==> " + Bytes.toString(CellUtil.cloneFamily(cell))
                        + "{" + Bytes.toString(CellUtil.cloneQualifier(cell))
                        + ":" + Bytes.toString(CellUtil.cloneValue(cell)) + "}");
            }
        }
}
建议越短越好,不要超过16个字节
如果rowkey按照时间戳的方式递增,不要将时间放在二进制码的前面,建议将rowkey的高位作为散列字段,由程
序随机生成,低位放时间字段,这样将提高数据均衡分布在每个RegionServer,以实现负载均衡的机率。如果没有
散列字段,首字段直接是时间信息,所有的数据都会集中在一个RegionServer上,这样在数据检索的时候负载会集
中在个别的RegionServer上,造成热点问题,会降低查询效率。


 Rowkey唯一原则


必须在设计上保证其唯一性,rowkey是按照字典顺序排序存储的,因此,设计rowkey的时候,要充分利用这个排
序的特点,将经常读取的数据存储到一块,将最近可能会被访问的数据放到一块。

什么是热点


HBase中的行是按照rowkey的字典顺序排序的,这种设计优化了scan操作,可以将相关的行以及会被一起读取的
行存取在临近位置,便于scan。然而糟糕的rowkey设计是热点的源头。热点发生在大量的client直接访问集群的一
个或极少数个节点(访问可能是读,写或者其他操作)。大量访问会使热点region所在的单个机器超出自身承受能
力,引起性能下降甚至region不可用,这也会影响同一个RegionServer上的其他region,由于主机无法服务其他
region的请求。设计良好的数据访问模式以使集群被充分,均衡的利用。 为了避免写热点,设计rowkey使得不同
行在同一个region,但是在更多数据情况下,数据应该被写入集群的多个region,而不是一个。

避免热点


1 加盐
这里所说的加盐不是密码学中的加盐,而是在rowkey的前面增加随机数,具体就是给rowkey分配一个随机前缀以
使得它和之前的rowkey的开头不同。分配的前缀种类数量应该和你想使用数据分散到不同的region的数量一致。
加盐之后的rowkey就会根据随机生成的前缀分散到各个region上,以避免热点。
2 哈希
哈希会使同一行永远用一个前缀加盐。哈希也可以使负载分散到整个集群,但是读却是可以预测的。使用确定的哈
希可以让客户端重构完整的rowkey,可以使用get操作准确获取某一个行数据
3 反转
第三种防止热点的方法时反转固定长度或者数字格式的rowkey。这样可以使得rowkey中经常改变的部分(最没有
意义的部分)放在前面。这样可以有效的随机rowkey,但是牺牲了rowkey的有序性。
以手机号为rowkey,可以将手机号反转后的字符串作为rowkey,这样的就避免了以手机号那样比较固定开头导致
热点问题

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