在 HBase 中 Hmaster 负责监控 RegionServer 的生命周期,均衡 RegionServer 的负载,若是 Hmaster 挂掉了,那么整个 HBase 集群将陷入不健康的状态,而且此时的工做状态并不会维持过久。因此 HBase 支持对 Hmaster 的高可用配置。html
HBase的高可用集群搭建参考: CentOS7.5搭建HBase1.2.6HA集群node
1) NameNode 元数据备份使用 SSDapache
2) 定时备份 NameNode 上的元数据缓存
每小时或者天天备份,若是数据极其重要,能够 5~10 分钟备份一次。备份能够经过定时任务复制元数据目录便可。安全
3) 为 NameNode 指定多个元数据目录服务器
使用 dfs.name.dir 或者 dfs.namenode.name.dir 指定。这样能够提供元数据的冗余和健壮性, 以避免发生故障。网络
4) NameNode 的 dir 自恢复session
设置 dfs.namenode.name.dir.restore 为 true,容许尝试恢复以前失败的 dfs.namenode.name.dir多线程
目录,在建立 checkpoint 时作此尝试,若是设置了多个磁盘,建议容许。并发
5) HDFS 保证 RPC 调用会有较多的线程数
属性:dfs.namenode.handler.count 解释:该属性是 NameNode 服务默认线程数,默认值是 10,根据机器的可用内存能够调整为 50~100 属性:dfs.datanode.handler.count 解释:该属性默认值为 10,是 DataNode 的处理线程数,若是 HDFS 客户端程序读写请求比较多,能够调高到 15~20,设置的值越大,内存消耗越多,不要调整的太高,通常业务中, 5~10 便可。
6) HDFS 副本数的调整
属性:dfs.replication 解释:若是数据量巨大,且不是很是之重要,能够调整为 2~3,若是数据很是之重要,能够调整为 3~5。
7) HDFS 文件块大小的调整
属性:dfs.blocksize 解释:块大小定义,该属性应该根据存储的大量的单个文件大小来设置,若是大量的单个文件都小于 100M,
建议设置成 64M 块大小,对于大于 100M 或者达到 GB 的这种状况,建议设置成 256M,通常设置范围波动在 64M~256M 之间。
8) MapReduce Job 任务服务线程数调整
属性:mapreduce.jobtracker.handler.count 解释:该属性是 Job 任务线程数,默认值是 10,根据机器的可用内存能够调整为 50~100
9) Http 服务器工做线程数
属性:mapreduce.tasktracker.http.threads 解释:定义 HTTP 服务器工做线程数,默认值为 40,对于大集群能够调整到 80~100
10) 文件排序合并优化
属性:mapreduce.task.io.sort.factor 解释:文件排序时同时合并的数据流的数量,这也定义了同时打开文件的个数,默认值为 10,若是调高该参数,能够明显减小磁盘 IO,即减小文件读取的次数。
11) 设置任务并发
属性:mapreduce.map.speculative 解释:该属性能够设置任务是否能够并发执行,若是任务多而小,该属性设置为 true 能够明显加快任务执行效率,可是对于延迟很是高的任务,建议改成 false,这就相似于迅雷下载。
12) MR 输出数据的压缩
属性:mapreduce.map.output.compress、mapreduce.output.fileoutputformat.compress 解释:对于大集群而言,建议设置 Map-Reduce 的输出为压缩的数据,而对于小集群,则不须要。
13) 优化 Mapper 和 Reducer 的个数
属性:mapreduce.tasktracker.map.tasks.maximum mapreduce.tasktracker.reduce.tasks.maximum 解释:以上两个属性分别为一个单独的 Job 任务能够同时运行的 Map 和 Reduce 的数量。 设置上面两个参数时,须要考虑 CPU 核数、磁盘和内存容量。假设一个 8 核的 CPU,业务内容很是消耗 CPU,那么能够设置 map 数量为 4,若是该业务不是特别消耗 CPU 类型的,
那么能够设置 map 数量为 40,reduce 数量为 20。这些参数的值修改完成以后,必定要观察是否有较长等待的任务,若是有的话,能够减小数量以加快任务执行,
若是设置一个很大的值,会引发大量的上下文切换,以及内存与磁盘之间的数据交换,这里没有标准的配置数值, 须要根据业务和硬件配置以及经验来作出选择。 在同一时刻,不要同时运行太多的 MapReduce,这样会消耗过多的内存,任务会执行的很是缓慢,咱们须要根据 CPU 核数,内存容量设置一个 MR 任务并发的最大值,
使固定数据量的任务彻底加载到内存中,避免频繁的内存和磁盘数据交换,从而下降磁盘 IO,提升性能。
大概估算公式:
map = 2 + ⅔cpu_core, reduce = 2 + ⅓cpu_core
1) 开启文件系统的预读缓存能够提升读取速度
$ sudo blockdev --setra 32768 /dev/sda
尖叫提示:ra 是 readahead 的缩写
2) 关闭进程睡眠池
即不容许后台进程进入睡眠状态,若是进程空闲,则直接 kill 掉释放资源
$ sudo sysctl -w vm.swappiness=0
3) 调整 ulimit 上限,默认值为比较小的数字
$ ulimit -n 查看容许最大进程数 $ ulimit -u 查看容许打开最大文件数
优化修改:
末尾添加: |
|
||
* |
soft |
nofile |
1024000 |
* |
hard |
nofile |
1024000 |
Hive |
- |
nofile |
1024000 |
hive |
- |
nproc |
1024000 |
4) 开启集群的时间同步 NTP
集群中某台机器同步网络时间服务器的时间,集群中其余机器则同步这台机器的时间。
5) 更新系统补丁
更新补丁前,请先测试新版本补丁对集群节点的兼容性。
1) 优化 Zookeeper 会话超时时间
参数:zookeeper.session.timeout 解 释 :In hbase-site.xml, set zookeeper.session.timeout to 30 seconds or less to bound failure detection (20-30 seconds is a good start).
该值会直接关系到 master 发现服务器宕机的最大周期,默认值为 30 秒,若是该值太小,会在 HBase 在写入大量数据发生而 GC 时,致使RegionServer 短暂的不可用,
从而没有向 ZK 发送心跳包,最终致使认为从节点 shutdown。通常 20 台左右的集群须要配置 5 台 zookeeper。
详细请看:HBase表以及Rowkey的设计原则
HBase 操做过程当中须要大量的内存开销,毕竟 Table 是能够缓存在内存中的,通常会分配整个可用内存的 70%给 HBase 的 Java 堆。可是不建议分配很是大的堆内存,由于 GC 过程持续过久会致使 RegionServer 处于长期不可用状态,通常 16~48G 内存就能够了,若是由于框架占用内存太高致使系统内存不足,框架同样会被系统服务拖死。
1) 容许在 HDFS 的文件中追加内容
不是不容许追加内容么?没错,请看背景故事:http://blog.cloudera.com/blog/2009/07/file-appends-in-hdfs/
属性:dfs.support.append 解释:开启 HDFS 追加同步,能够优秀的配合 HBase 的数据同步和持久化。默认值为 true.
2) 优化 DataNode 容许的最大文件打开数
属性:dfs.datanode.max.transfer.threads 解释:HBase 通常都会同一时间操做大量的文件,根据集群的数量和规模以及数据动做,设置为 4096 或者更高。默认值:4096
3) 优化延迟高的数据操做的等待时间
属性:dfs.image.transfer.timeout 解释:若是对于某一次数据操做来说,延迟很是高,socket 须要等待更长的时间,建议把该值设置为更大的值(默认 60000 毫秒),以确保 socket 不会被 timeout 掉。
4) 优化数据的写入效率
属性: mapreduce.map.output.compress mapreduce.map.output.compress.codec 解释:开启这两个数据能够大大提升文件的写入效率,减小写入时间。第一个属性值修改成true,第二个属性值修改成:org.apache.hadoop.io.compress.GzipCodec 或者其余压缩方式
5) 优化 DataNode 存储
属性:dfs.datanode.failed.volumes.tolerated 解释:默认为 0,意思是当 DataNode 中有一个磁盘出现故障,则会认为该 DataNode shutdown 了。
若是修改成 1,则一个磁盘出现故障时,数据会被复制到其余正常的 DataNode 上,当前的 DataNode 继续工做。
6) 设置 RPC 监听数量
属性:hbase.regionserver.handler.count
解释:默认值为 30,用于指定 RPC 监听的数量,能够根据客户端的请求数进行调整,读写请求较多时,增长此值。
7) 优化 HStore 文件大小
属性:hbase.hregion.max.filesize 解释:默认值 10737418240(10GB),若是须要运行 HBase 的 MR 任务,能够减少此值, 由于一个 region 对应一个 map 任务,
若是单个 region 过大,会致使 map 任务执行时间过长。该值的意思就是,若是 HFile 的大小达到这个数值,则这个 region 会被切分为两个 Hfile。
8) 优化 hbase 客户端缓存
属性:hbase.client.write.buffer 解释:用于指定 HBase 客户端缓存,增大该值能够减小 RPC 调用次数,可是会消耗更多内存,反之则反之。通常咱们须要设定必定的缓存大小,以达到减小 RPC 次数的目的。
9) 指定 scan.next 扫描 HBase 所获取的行数
属性:hbase.client.scanner.caching 解释:用于指定 scan.next 方法获取的默认行数,值越大,消耗内存越大。
10) flush、compact、split 机制
当 MemStore 达到阈值,将 Memstore 中的数据 Flush 进 Storefile;compact 机制则是把 flush 出来的小文件合并成大的 Storefile 文件。split 则是当 Region 达到阈值,会把过大的 Region 一分为二。
涉及属性:
即:128M 就是 Memstore 的默认阈值
hbase.hregion.memstore.flush.size:134217728
即:这个参数的做用是当单个 HRegion 内全部的 Memstore 大小总和超过指定值时,flush
该 HRegion 的全部 memstore。RegionServer 的 flush 是经过将请求添加一个队列,模拟生产消费模型来异步处理的。那这里就有一个问题,当队列来不及消费,产生大量积压请求时,可能会致使内存陡增,最坏的状况是触发 OOM。
hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit:0.4
hbase.regionserver.global.memstore.lowerLimit:0.38
即:当 MemStore 使用内存总量达到 hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit 指定值时,将会有多个 MemStores flush 到文件中,MemStore flush 顺序是按照大小降序执行的,直到刷新到 MemStore 使用内存略小于 lowerLimit
建立多个HTable客户端用于写操做,提升写数据的吞吐量,一个例子:
static final Configuration conf = HBaseConfiguration.create(); static final String table_log_name = “user_log”; wTableLog = new HTable[tableN]; for (int i = 0; i < tableN; i++) { wTableLog[i] = new HTable(conf, table_log_name); wTableLog[i].setWriteBufferSize(5 * 1024 * 1024); //5MB wTableLog[i].setAutoFlush(false); }
经过调用HTable.setAutoFlush(false)方法能够将HTable写客户端的自动flush关闭,这样能够批量写入数据到HBase,而不是有一条put就执行一次更新,只有当put填满客户端写缓存时,才实际向HBase服务端发起写请求。默认状况下auto flush是开启的。
经过调用HTable.setWriteBufferSize(writeBufferSize)方法能够设置HTable客户端的写buffer大小,若是新设置的buffer小于当前写buffer中的数据时,buffer将会被flush到服务端。其中,writeBufferSize的单位是byte字节数,能够根据实际写入数据量的多少来设置该值。
在HBae中,客户端向集群中的RegionServer提交数据时(Put/Delete操做),首先会先写WAL(Write Ahead Log)日志(即HLog,一个RegionServer上的全部Region共享一个HLog),只有当WAL日志写成功后,再接着写MemStore,而后客户端被通知提交数据成功;若是写WAL日志失败,客户端则被通知提交失败。这样作的好处是能够作到RegionServer宕机后的数据恢复。
所以,对于相对不过重要的数据,能够在Put/Delete操做时,经过调用Put.setWriteToWAL(false)或Delete.setWriteToWAL(false)函数,放弃写WAL日志,从而提升数据写入的性能。
值得注意的是:谨慎选择关闭WAL日志,由于这样的话,一旦RegionServer宕机,Put/Delete的数据将会没法根据WAL日志进行恢复。
经过调用HTable.put(Put)方法能够将一个指定的row key记录写入HBase,一样HBase提供了另外一个方法:经过调用HTable.put(List<Put>)方法能够将指定的row key列表,批量写入多行记录,这样作的好处是批量执行,只须要一次网络I/O开销,这对于对数据实时性要求高,网络传输RTT高的情景下可能带来明显的性能提高。
在客户端开启多个HTable写线程,每一个写线程负责一个HTable对象的flush操做,这样结合定时flush和写buffer(writeBufferSize),能够既保证在数据量小的时候,数据能够在较短期内被flush(如1秒内),同时又保证在数据量大的时候,写buffer一满就及时进行flush。下面给个具体的例子:
for (int i = 0; i < threadN; i++) { Thread th = new Thread() { public void run() { while (true) { try { sleep(1000); //1 second } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (wTableLog[i]) { try { wTableLog[i].flushCommits(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } }; th.setDaemon(true); th.start(); }
建立多个HTable客户端用于读操做,提升读数据的吞吐量,一个例子:
static final Configuration conf = HBaseConfiguration.create(); static final String table_log_name = “user_log”;
rTableLog = new HTable[tableN]; for (int i = 0; i < tableN; i++) { rTableLog[i] = new HTable(conf, table_log_name); rTableLog[i].setScannerCaching(50); }
hbase.client.scanner.caching配置项能够设置HBase scanner一次从服务端抓取的数据条数,默认状况下一次一条。经过将其设置成一个合理的值,能够减小scan过程当中next()的时间开销,代价是scanner须要经过客户端的内存来维持这些被cache的行记录。
有三个地方能够进行配置:三者的优先级愈来愈高。
1)在HBase的conf配置文件中进行配置;
2)经过调用HTable.setScannerCaching(int scannerCaching)进行配置;
3)经过调用Scan.setCaching(int caching)进行配置。
scan时指定须要的Column Family,能够减小网络传输数据量,不然默认scan操做会返回整行全部Column Family的数据。
经过scan取完数据后,记得要关闭ResultScanner,不然RegionServer可能会出现问题(对应的Server资源没法释放)。
经过调用HTable.get(Get)方法能够根据一个指定的row key获取一行记录,一样HBase提供了另外一个方法:经过调用HTable.get(List<Get>)方法能够根据一个指定的row key列表,批量获取多行记录,这样作的好处是批量执行,只须要一次网络I/O开销,这对于对数据实时性要求高并且网络传输RTT高的情景下可能带来明显的性能提高。
在客户端开启多个HTable读线程,每一个读线程负责经过HTable对象进行get操做。下面是一个多线程并发读取HBase,获取店铺一天内各分钟PV值的例子:
public class DataReaderServer { //获取店铺一天内各分钟PV值的入口函数 public static ConcurrentHashMap<String, String> getUnitMinutePV(long uid, long startStamp, long endStamp){ long min = startStamp; int count = (int)((endStamp - startStamp) / (60*1000)); List<String> lst = new ArrayList<String>(); for (int i = 0; i <= count; i++) { min = startStamp + i * 60 * 1000; lst.add(uid + "_" + min); } return parallelBatchMinutePV(lst); } //多线程并发查询,获取分钟PV值 private static ConcurrentHashMap<String, String> parallelBatchMinutePV(List<String> lstKeys){ ConcurrentHashMap<String, String> hashRet = new ConcurrentHashMap<String, String>(); int parallel = 3; List<List<String>> lstBatchKeys = null; if (lstKeys.size() < parallel ){ lstBatchKeys = new ArrayList<List<String>>(1); lstBatchKeys.add(lstKeys); } else{ lstBatchKeys = new ArrayList<List<String>>(parallel); for(int i = 0; i < parallel; i++ ){ List<String> lst = new ArrayList<String>(); lstBatchKeys.add(lst); } for(int i = 0 ; i < lstKeys.size() ; i ++ ){ lstBatchKeys.get(i%parallel).add(lstKeys.get(i)); } } List<Future< ConcurrentHashMap<String, String> >> futures = new ArrayList<Future< ConcurrentHashMap<String, String> >>(5); ThreadFactoryBuilder builder = new ThreadFactoryBuilder(); builder.setNameFormat("ParallelBatchQuery"); ThreadFactory factory = builder.build(); ThreadPoolExecutor executor = (ThreadPoolExecutor) Executors.newFixedThreadPool(lstBatchKeys.size(), factory); for(List<String> keys : lstBatchKeys){ Callable< ConcurrentHashMap<String, String> > callable = new BatchMinutePVCallable(keys); FutureTask< ConcurrentHashMap<String, String> > future = (FutureTask< ConcurrentHashMap<String, String> >) executor.submit(callable); futures.add(future); } executor.shutdown(); // Wait for all the tasks to finish try { boolean stillRunning = !executor.awaitTermination( 5000000, TimeUnit.MILLISECONDS); if (stillRunning) { try { executor.shutdownNow(); } catch (Exception e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } } catch (InterruptedException e) { try { Thread.currentThread().interrupt(); } catch (Exception e1) { // TODO Auto-generated catch block e1.printStackTrace(); } } // Look for any exception for (Future f : futures) { try { if(f.get() != null) { hashRet.putAll((ConcurrentHashMap<String, String>)f.get()); } } catch (InterruptedException e) { try { Thread.currentThread().interrupt(); } catch (Exception e1) { // TODO Auto-generated catch block e1.printStackTrace(); } } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } } return hashRet; } //一个线程批量查询,获取分钟PV值 protected static ConcurrentHashMap<String, String> getBatchMinutePV(List<String> lstKeys){ ConcurrentHashMap<String, String> hashRet = null; List<Get> lstGet = new ArrayList<Get>(); String[] splitValue = null; for (String s : lstKeys) { splitValue = s.split("_"); long uid = Long.parseLong(splitValue[0]); long min = Long.parseLong(splitValue[1]); byte[] key = new byte[16]; Bytes.putLong(key, 0, uid); Bytes.putLong(key, 8, min); Get g = new Get(key); g.addFamily(fp); lstGet.add(g); } Result[] res = null; try { res = tableMinutePV[rand.nextInt(tableN)].get(lstGet); } catch (IOException e1) { logger.error("tableMinutePV exception, e=" + e1.getStackTrace()); } if (res != null && res.length > 0) { hashRet = new ConcurrentHashMap<String, String>(res.length); for (Result re : res) { if (re != null && !re.isEmpty()) { try { byte[] key = re.getRow(); byte[] value = re.getValue(fp, cp); if (key != null && value != null) { hashRet.put(String.valueOf(Bytes.toLong(key, Bytes.SIZEOF_LONG)), String.valueOf(Bytes .toLong(value))); } } catch (Exception e2) { logger.error(e2.getStackTrace()); } } } } return hashRet; } } //调用接口类,实现Callable接口 class BatchMinutePVCallable implements Callable<ConcurrentHashMap<String, String>>{ private List<String> keys; public BatchMinutePVCallable(List<String> lstKeys ) { this.keys = lstKeys; } public ConcurrentHashMap<String, String> call() throws Exception { return DataReadServer.getBatchMinutePV(keys); } }
对于频繁查询HBase的应用场景,能够考虑在应用程序中作缓存,当有新的查询请求时,首先在缓存中查找,若是存在则直接返回,再也不查询HBase;不然对HBase发起读请求查询,而后在应用程序中将查询结果缓存起来。至于缓存的替换策略,能够考虑LRU等经常使用的策略。
HBase上Regionserver的内存分为两个部分,一部分做为Memstore,主要用来写;另一部分做为BlockCache,主要用于读。
写请求会先写入Memstore,Regionserver会给每一个region提供一个Memstore,当Memstore满64MB之后,会启动 flush刷新到磁盘。当Memstore的总大小超过限制时(heapsize * hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit * 0.9),会强行启动flush进程,从最大的Memstore开始flush直到低于限制。
读请求先到Memstore中查数据,查不到就到BlockCache中查,再查不到就会到磁盘上读,并把读的结果放入BlockCache。因为BlockCache采用的是LRU策略,所以BlockCache达到上限(heapsize * hfile.block.cache.size * 0.85)后,会启动淘汰机制,淘汰掉最老的一批数据。
一个Regionserver上有一个BlockCache和N个Memstore,它们的大小之和不能大于等于heapsize * 0.8,不然HBase不能启动。默认BlockCache为0.2,而Memstore为0.4。对于注重读响应时间的系统,能够将 BlockCache设大些,好比设置BlockCache=0.4,Memstore=0.39,以加大缓存的命中率。
有关BlockCache机制,请参考这里:HBase的Block cache,HBase的blockcache机制,hbase中的缓存的计算与使用。
HTable和HTablePool都是HBase客户端API的一部分,可使用它们对HBase表进行CRUD操做。下面结合在项目中的应用状况,对两者使用过程当中的注意事项作一下归纳总结。
Configuration conf = HBaseConfiguration.create(); try (Connection connection = ConnectionFactory.createConnection(conf)) { try (Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tablename)) { // use table as needed, the table returned is lightweight } }
HTable是HBase客户端与HBase服务端通信的Java API对象,客户端能够经过HTable对象与服务端进行CRUD操做(增删改查)。它的建立很简单:
Configuration conf = HBaseConfiguration.create(); HTable table = new HTable(conf, "tablename"); //TODO CRUD Operation……
由于客户端建立HTable对象后,须要进行一系列的操做:检查.META.表确认指定名称的HBase表是否存在,表是否有效等等,整个时间开销比较重,可能会耗时几秒钟之长,所以最好在程序启动时一次性建立完成须要的HTable对象,若是使用Java API,通常来讲是在构造函数中进行建立,程序启动后直接重用。
HTable对象对于客户端读写数据来讲不是线程安全的,所以多线程时,要为每一个线程单首创建复用一个HTable对象,不一样对象间不要共享HTable对象使用,特别是在客户端auto flash被置为false时,因为存在本地write buffer,可能致使数据不一致。
HTable对象共享Configuration对象,这样的好处在于:
所以,与如下这种方式相比:
HTable table1 = new HTable("table1");
HTable table2 = new HTable("table2");
下面的方式更有效些:
Configuration conf = HBaseConfiguration.create(); HTable table1 = new HTable(conf, "table1"); HTable table2 = new HTable(conf, "table2");
备注:即便是高负载的多线程程序,也并无发现由于共享Configuration而致使的性能问题;若是你的实际状况中不是如此,那么能够尝试不共享Configuration。
HTablePool能够解决HTable存在的线程不安全问题,同时经过维护固定数量的HTable对象,可以在程序运行期间复用这些HTable资源对象。
Configuration conf = HBaseConfiguration.create(); HTablePool pool = new HTablePool(conf, 10);
1. HTablePool能够自动建立HTable对象,并且对客户端来讲使用上是彻底透明的,能够避免多线程间数据并发修改问题。
2. HTablePool中的HTable对象之间是公用Configuration链接的,可以能够减小网络开销。
HTablePool的使用很简单:每次进行操做前,经过HTablePool的getTable方法取得一个HTable对象,而后进行put/get/scan/delete等操做,最后经过HTablePool的putTable方法将HTable对象放回到HTablePool中。
下面是个使用HTablePool的简单例子:
public void createUser(String username, String firstName, String lastName, String email, String password, String roles) throws IOException { HTable table = rm.getTable(UserTable.NAME); Put put = new Put(Bytes.toBytes(username)); put.add(UserTable.DATA_FAMILY, UserTable.FIRSTNAME, Bytes.toBytes(firstName)); put.add(UserTable.DATA_FAMILY, UserTable.LASTNAME,Bytes.toBytes(lastName)); put.add(UserTable.DATA_FAMILY, UserTable.EMAIL, Bytes.toBytes(email)); put.add(UserTable.DATA_FAMILY, UserTable.CREDENTIALS,Bytes.toBytes(password)); put.add(UserTable.DATA_FAMILY, UserTable.ROLES, Bytes.toBytes(roles)); table.put(put); table.flushCommits(); rm.putTable(table); }
HBase和DBMS比较:
查询数据不灵活:
一、 不能使用column之间过滤查询
二、 不支持全文索引。使用solr和hbase整合完成全文搜索。
a) 使用MR批量读取hbase中的数据,在solr里面创建索引(no store)之保存rowkey的值。
b) 根据关键词从索引中搜索到rowkey(分页)
c) 根据rowkey从hbase查询全部数据