HBase Log Splitting（日志拆分）

该文主要介绍了HBase在一个region server崩溃后，如何通过日志拆分（Log Split）的方式来恢复丢失的修改，防止数据丢失的。

Log Split（日志拆分）

HBase为了提高写的性能，将数据的修改先放到memstore内存中，这样做的缺陷是当某个region server崩溃时，其memstore中的所有修改将会丢失，因为它们还没有被刷写到磁盘上。为了防止这情况造成的数据丢失，HBase的做法是在修改写入memstore之前，先将其写入一个称为"预写日志"（write-ahead-log，WAL）文件中。这样在遇到一个region server崩溃后，可以通过回放（replay）WAL文件重新生成memstore中丢失的修改。

由于一个region server上会有多个region，并且这些region共享一个WAL文件。WAL文件中的每个修改（也叫做edit）都包含其属于哪一个region的信息。当打开一个region时，将会replay这个region在WAL中的所有edits记录，来重新生成数据。所以，在WAL文件中的所有edit都必须按region分组形成特定的集合，通过replay这些集合来对特定的region重新生成数据。像这样在WAL文件中对edit 按region分组的过程就称为Log Split。

日志拆分（Log Split）发生在集群启动时（由HMaster负责完成）或是在region server崩溃时（由ServerShutdownHandler负责完成），因为HBase需要保持一致性。在日志拆分时，受影响的region将不可用，直到拆分完成，数据完全重置。
下图为日志拆分的过程：

在开始拆分日志时，会重命名日志目录：/hbase/.logs/,,-splitting，例如：/hbase/.logs/srv.example.com,60020,1254173957298-splitting

之所以重命名日志目录，主要是为了防止region server误写入。因为可能出现region server还在正常运行，但master已经认为它已经关闭了的情况，比如region server 长时间没有响应，造成ZooKeeper没有收到其心跳，这种情况，HMaster会将该region server标识为已失败。通过重命名日志目录，任何可用的WAL文件仍然被使用，但不会发生误写入的情况。

每个日志文件每次只能拆分一个edit记录。日志拆分器每次仅读取日志文件的中一个edit记录，然后把每一个edit记录放入相应region的缓冲区里，同时日志拆分器启动若干个writer 线程，将缓冲区中的edit记录写到临时的edit恢复文件中。临时edit文件的路径如下形式：
/hbase///recovered.edits/.temp

这个临时edit文件用来保存该region在WAL文件中的所有edit记录。一旦拆分结束后，这个临时文件将被重命名为如下的形式：

/hbase///recovered.edits/

上面的sequenceid表示写入文件的第一条日志记录的序列ID。HBase就是根据sequence ID来确定是否所有的edit都已经写入。通过比较HFile中最后一条edit的sequence ID和该文件的sequenceid，如果前者大于或等于后者，则说明已经完全写入。

当日志拆分结束，每一个受影响的region都会被分配到相应的region server上。当region是打开时，将会检查recovered.edits目录下是否有edit恢复文件，如果有，将会回放这些文件，读取文件中的edit记录并保存到memstore中。在所有的edit文件回放之后，将memstore中的内容刷写到磁盘上（HFile），然后删除这些edit文件。

在HBase 0.92版本之前，是在HMaster上通过一个线程按顺序完成日志拆分的整个过程的，但这比较耗时。从0.92版本引入了分布式的日志拆分，拆分的工作有master转移到了额region服务器上，大大降低了拆分的时间。

最新的分布式模式是通过ZooKeeper将每一个被丢弃的日志文件分发给一个region server。这些region server 检测ZooKeeper是否有可处理的日志文件，它们将通过竞争，获胜的region server启动一个线程来读取并拆分这个日志文件。