Hbase萬億級存儲性能優化總結

背景

hbase主集羣在生產環境已穩定運行有1年半時間,最大的單表region數已達7200多個,每天新增入庫量就有百億條,對hbase的認識經歷了懵懂到熟的過程。爲了應對業務數據的壓力,hbase入庫也由最初的單機多線程升級爲有容災機制的分佈式入庫,爲及早發現集羣中的問題,還開發了一套對hbase集羣服務和應用全面監控的報警系統。總結下hbase化(針對0.94版本)方面的一些經驗也算對這兩年hbase工作的一個描述。

服務端

1.hbase.regionserver.handler.count:rpc請求的線程數量,默認值是10,生產環境建議使用100,也不是越大越好,特別是當請求內容很大的時候,比如scan/put幾M的數據,會佔用過多的內存,有可能導致頻繁的GC,甚至出現內存溢出。

2.hbase.master.distributed.log.splitting:默認值爲true,建議設爲false。關閉hbase的分佈式日誌切割,在log需要replay時,由master來負責重放

3.hbase.regionserver.hlog.splitlog.writer.threads:默認值是3,建議設爲10,日誌切割所用的線程數

4.hbase.snapshot.enabled:快照功能,默認是false(不開啓),建議設爲true,特別是對某些關鍵的表,定時用快照做備份是一個不錯的選擇。

5.hbase.hregion.max.filesize:默認是10G, 如果任何一個column familiy裏的StoreFile超過這個值, 那麼這個Region會一分爲二,因爲region分裂會有短暫的region下線時間(通常在5s以內),爲減少對業務端的影響,建議手動定時分裂,可以設置爲60G。

6.hbase.hregion.majorcompaction:hbase的region主合併的間隔時間,默認爲1天,建議設置爲0,禁止自動的major主合併,major合併會把一個store下所有的storefile重寫爲一個storefile文件,在合併過程中還會把有刪除標識的數據刪除,在生產集羣中,主合併能持續數小時之久,爲減少對業務的影響,建議在業務低峯期進行手動或者通過腳本或者api定期進行major合併。

7.hbase.hregion.memstore.flush.size:默認值128M,單位字節,一旦有memstore超過該值將被flush,如果regionserver的jvm內存比較充足(16G以上),可以調整爲256M。

8.hbase.hregion.memstore.block.multiplier:默認值2,如果一個memstore的內存大小已經超過hbase.hregion.memstore.flush.size * hbase.hregion.memstore.block.multiplier,則會阻塞該memstore的寫操作,爲避免阻塞,建議設置爲5,如果太大,則會有OOM的風險。如果在regionserver日誌中出現"Blocking updates for '<threadName>' on region <regionName> : memstore size <多少M> is >= than blocking <多少M> size"的信息時,說明這個值該調整了。

9.hbase.hstore.compaction.min:默認值爲3,如果任何一個store裏的storefile總數超過該值,會觸發默認的合併操作,可以設置5~8,在手動的定期major compact中進行storefile文件的合併,減少合併的次數,不過這會延長合併的時間,以前的對應參數爲hbase.hstore.compactionThreshold。

10.hbase.hstore.compaction.max:默認值爲10,一次最多合併多少個storefile,避免OOM。

11.hbase.hstore.blockingStoreFiles:默認爲7,如果任何一個store(非.META.表裏的store)的storefile的文件數大於該值,則在flush memstore前先進行split或者compact,同時把該region添加到flushQueue,延時刷新,這期間會阻塞寫操作直到compact完成或者超過hbase.hstore.blockingWaitTime(默認90s)配置的時間,可以設置爲30,避免memstore不及時flush。當regionserver運行日誌中出現大量的“Region <regionName> has too many store files; delaying flush up to 90000ms"時,說明這個值需要調整了

12.hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit:默認值0.4,regionserver所有memstore佔用內存在總內存中的upper比例,當達到該值,則會從整個regionserver中找出最需要flush的region進行flush,直到總內存比例降到該數以下,採用默認值即可。

13.hbase.regionserver.global.memstore.lowerLimit:默認值0.35,採用默認值即可。

14.hbase.regionserver.thread.compaction.small:默認值爲1,regionserver做Minor Compaction時線程池裏線程數目,可以設置爲5。

15.hbase.regionserver.thread.compaction.large:默認值爲1,regionserver做Major Compaction時線程池裏線程數目,可以設置爲8。

16.hbase.regionserver.lease.period:默認值60000(60s),客戶端連接regionserver的租約超時時間,客戶端必須在這個時間內彙報,否則則認爲客戶端已死掉。這個最好根據實際業務情況進行調整

17.hfile.block.cache.size:默認值0.25,regionserver的block cache的內存大小限制,在偏向讀的業務中,可以適當調大該值,需要注意的是hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit的值和hfile.block.cache.size的值之和必須小於0.8。

18.dfs.socket.timeout:默認值60000(60s),建議根據實際regionserver的日誌監控發現了異常進行合理的設置,比如我們設爲900000,這個參數的修改需要同時更改hdfs-site.xml

19.dfs.datanode.socket.write.timeout:默認480000(480s),有時regionserver做合併時,可能會出現datanode寫超時的情況,480000 millis timeout while waiting for channel to be ready for write,這個參數的修改需要同時更改hdfs-site.xml

jvm和垃圾收集參數:

export HBASE_REGIONSERVER_OPTS="-Xms36g -Xmx36g -Xmn1g -XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=15 -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 -verbose:gc -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -Xloggc:/data/logs/gc-$(hostname)-hbase.log"

由於我們服務器內存較大(96G),我們給一部分regionserver的jvm內存開到64G,到現在爲止,還沒有發生過一次full gc,hbase在內存使用控制方面確實下了不少功夫,比如各種blockcache的實現,細心的同學可以看源碼。

Client端

1.hbase.client.write.buffer:默認爲2M,寫緩存大小,推薦設置爲5M,單位是字節,當然越大佔用的內存越多,此外測試過設爲10M下的入庫性能,反而沒有5M好
2.hbase.client.pause:默認是1000(1s),如果你希望低延時的讀或者寫,建議設爲200,這個值通常用於失敗重試,region尋找等
3.hbase.client.retries.number:默認值是10,客戶端最多重試次數,可以設爲11,結合上面的參數,共重試時間71s
4.hbase.ipc.client.tcpnodelay:默認是false,建議設爲true,關閉消息緩衝
5.hbase.client.scanner.caching:scan緩存,默認爲1,避免佔用過多的client和rs的內存,一般1000以內合理,如果一條數據太大,則應該設置一個較小的值,通常是設置業務需求的一次查詢的數據條數
如果是掃描數據對下次查詢沒有幫助,則可以設置scan的setCacheBlocks爲false,避免使用緩存;
6.table用完需關閉,關閉scanner
7.限定掃描範圍:指定列簇或者指定要查詢的列,指定startRow和endRow
8.使用Filter可大量減少網絡消耗
9.通過java多線程入庫和查詢,並控制超時時間。後面會共享下我的hbase單機多線程入庫的代碼
10.建表注意事項:
開啓壓縮
合理的設計rowkey
進行預分區
開啓bloomfilter

zookeeper調優

1.zookeeper.session.timeout:默認值3分鐘,不可配置太短,避免session超時,hbase停止服務,線上生產環境由於配置爲1分鐘,如果太長,當regionserver掛掉,zk還得等待這個超時時間(已有patch修復),從而導致master不能及時對region進行遷移。
2.zookeeper數量:建議5個或者7個節點。給每個zookeeper 4G左右的內存,最好有獨立的磁盤。
3.hbase.zookeeper.property.maxClientCnxns:zk的最大連接數,默認爲300,無需調整。
4.設置操作系統的swappiness爲0,則在物理內存不夠的情況下才會使用交換分區,避免GC回收時會花費更多的時間,當超過zk的session超時時間則會出現regionserver宕機的誤報

hdfs調優

1.dfs.name.dir:namenode的數據存放地址,可以配置多個,位於不同的磁盤並配置一個nfs遠程文件系統,這樣namenode的數據可以有多個備份
2.dfs.namenode.handler.count:namenode節點RPC的處理線程數,默認爲10,可以設置爲60
3.dfs.datanode.handler.count:datanode節點RPC的處理線程數,默認爲3,可以設置爲30
4.dfs.datanode.max.xcievers:datanode同時處理文件的上限,默認爲256,可以設置爲8192

其它

列族名、column名、rowkey均會存儲到hfile中,因此這幾項在設計表結構時都儘量短些
regionserver的region數量不要過1000,過多的region會導致產生很多memstore,可能會導致內存溢出,也會增加major compact的耗時。

結語

感謝您的觀看,如有不足之處,歡迎批評指正。

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