「从零单排HBase 11」HBase二级索引解决方案

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HBase一个使人可惜的地方，就是不支持二级索引。所以，社区有了不少补充方案来填补HBase的二级索引能力的缺陷。

今天，咱们就来看看有哪些二级索引方案，经过对比各个方案的优缺点，并结合咱们的具体场景作出二级索引方案选型。

1.为何须要二级索引

HBase系统单纯从解决大数据实时读写问题角度出发，重点关注于分布式存储的扩展性、容错性、读写性能等方面，为此也牺牲了不少传统关系型数据库的功能，好比事务，SQL表达与分析等。

实际上，这是NoSQL最初的含义，以解决大数据的实时存取为首要目标，提供简单的Get，Put，Scan接口，解决用户的大数据量存储的需求。所以，HBase彻底是一个很是优秀的大数据实时存取引擎，解决了传统数据库的容量问题。

就目前官方的HBase系统来讲，并不支持二级索引，只有rowkey做为一级索引， 若是要对库里的非rowkey字段进行数据检索和查询， 每每要经过MapReduce/Spark等分布式计算框架进行，硬件资源消耗和时间延迟都会比较高。

为了HBase的数据查询更高效、适应更多的场景， 诸如使用非rowkey字段检索也能作到秒级响应，或者支持各个字段进行模糊查询和多字段组合查询等， 所以须要在原生HBase基础上构建二级索引， 以知足现实中更复杂多样的业务需求。通常有如下三类方案：

• 基于HBase的Coprocessor的方案（典型表明phoenix）

• 云厂商自研的二级索引（阿里云目前有自研加强版二级索引）

• 基于搜索平台的索引方案（如solr、ES等）。

2.如何选择二级索引方案

咱们从读写性能、使用限制、学习成本、社区活跃等角度，对三类方案作对比。

基于HBase的Coprocessor的方案（典型表明phoenix）

• 官方文档：http://phoenix.apache.org/secondary_indexing.html

• 读写性能：有必定读写性能损害，索引越多，写入性能影响越大

• TTL功能：支持比较好

• 索引的使用限制：一个表的索引数不要超过10个

• 索引类型：全局索引、本地索引、覆盖索引

• 学习成本：类JDBC的sql语法，多参考官方的语法（http://phoenix.apache.org/language/index.html）

• 开源/社区活跃程度：开源，目前社区不太活跃

• 优势：社区文档多、使用简单、实时查询无延迟

• 缺点：非商业化方案，没有专门的技术支持

云厂商自研的二级索引（典型表明阿里云自研加强版二级索引）

• 官方文档：https://help.aliyun.com/document_detail/144577.html?spm=a2c4g.11174283.6.576.4999363f2uZWt0

• 读写性能：二级索引内置于HBase，官方的性能评测文档说比Phoenix好

• TTL功能：只能在单列索引上生效

• 索引的使用限制：一个表的索引个数最多不超过5个、组合索引的列最多不要超过3个

• 索引类型：全局索引、本地索引、覆盖索引

• 学习成本：内部封装的很简单，在使用上就是HBase的原生用法

• 开源/社区活跃程度：非开源、阿里云私有

• 优势：性能好、实时查询无延迟

• 缺点：被云厂商锁定

基于搜索平台的二级索引方案（以Solr为例）

• 官方文档：http://phoenix.apache.org/secondary_indexing.html

• 读写性能：有必定读写性能损害、数据同步的延迟须要考虑

• TTL功能：HBase是单个KV过时，而Solr中只能按照Document（对应HBase的一行）过时，过时的时间不彻底一致

• 索引的使用限制：没有限制，彻底取决于solr

• 索引类型：很是灵活

• 学习成本：须要熟悉solr语法

• 开源/社区活跃程度：开源 社区活跃

• 优势：查询方式更加灵活

• 缺点：引入搜索引擎组件、过重了，并且有明显的延迟问题

总结一下（特别重要的技术选型策略）：

• 为了避免被云厂商锁定，因此不采用云厂商独有的二级索引方案

• 对于实时性要求高、索引数量少的场景，彻底可使用phoenix，简单而又丝滑

• 对于实时性要求不高、搜索场景比较复杂的，须要引入搜索引擎，如solr或者es进行索引构建

通常来讲，为了知足实时需求，咱们会使用phoenix。

3.简单了解下phoenix

为了让HBase更强大，更好用，门槛更低，让HBase帮助更多的用户解决他们遇到的实际问题。因而，phoenix带着SQL诞生了。众所周知，SQL是数据处理领域的语言标准，简单，好用，表达力强，用户使用普遍。固然，HBase SQL的实现和发展跟传统单机数据库有不少不一样，便于区别，咱们称之为NewSQL。这也是社区尝试HBase二级索引的初衷，若是说HBase是功能强大的存储引擎，那么支持NewSQL以后，就变成了新一代的大飞机。

Phoenix做为应用层和HBASE之间的中间件,如下特性使它在大数据量的简单查询场景有着独有的优点

• 二级索引支持(global index + local index)

• 编译SQL成为原生HBASE的可并行执行的scan

• 在数据层完成计算，server端的coprocessor执行聚合

• 下推where过滤条件到server端的scan filter上

• skip scan功能提升扫描速度

下一期，咱们将结合实践，来讲明phoenix的原理和最佳实践，敬请期待！

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