HBase学习之六: hbase的预分区设计

背景

    HBase默认建表时有一个region，这个region的rowkey是没有边界的，即没有startkey和endkey，在数据写入时，所有数据都会写入这个默认的region，随着数据量的不断  增加，此region已经不能承受不断增长的数据量，会进行split，分成2个region。在此过程中，会产生两个问题：

1.数据往一个region上写,会有写热点问题。

2.region split会消耗宝贵的集群I/O资源。

    基于此我们可以控制在建表的时候，创建多个空region，并确定每个region的起始和终止rowky，这样只要我们的rowkey设计能均匀的命中各个region，就不会存在写热点问题。自然split的几率也会大大降低。当然随着数据量的不断增长，该split的还是要进行split。像这样预先创建hbase表分区的方式，称之为预分区，下面给出一种预分区的实现方式:

首先看没有进行预分区的表，startkey和endkey为空。

要进行预分区，首先要明确rowkey的取值范围或构成逻辑，以我的rowkey组成为例:

两位随机数+时间戳+客户号，两位随机数的范围从00-99，于是我划分了10个region来存储数据,每个region对应的rowkey范围如下：

-10,10-20,20-30,30-40,40-50,50-60,60-70,70-80,80-90,90-

    在使用HBase API建表的时候，需要产生splitkeys二维数组,这个数组存储的rowkey的边界值。下面是java 代码实现:

private byte[][] getSplitKeys() {  
        String[] keys = new String[] { "10|", "20|", "30|", "40|", "50|",  
                "60|", "70|", "80|", "90|" };  
        byte[][] splitKeys = new byte[keys.length][];  
        TreeSet rows = new TreeSet(Bytes.BYTES_COMPARATOR);//升序排序  
        for (int i = 0; i < keys.length; i++) {  
            rows.add(Bytes.toBytes(keys[i]));  
        }  
        Iterator rowKeyIter = rows.iterator();  
        int i=0;  
        while (rowKeyIter.hasNext()) {  
            byte[] tempRow = rowKeyIter.next();  
            rowKeyIter.remove();  
            splitKeys[i] = tempRow;  
            i++;  
        }  
        return splitKeys;  
}

    需要注意的是，在上面的代码中用treeset对rowkey进行排序，必须要对rowkey排序，否则在调用admin.createTable(tableDescriptor,splitKeys)的时候会出错。创建表的代码如下:

/** 
     * 创建预分区hbase表 
     * @param tableName 表名 
     * @param columnFamily 列簇 
     * @return 
     */  
    @SuppressWarnings("resource")  
    public boolean createTableBySplitKeys(String tableName, List columnFamily) {  
        try {  
            if (StringUtils.isBlank(tableName) || columnFamily == null  
                    || columnFamily.size() < 0) {  
                log.error("===Parameters tableName|columnFamily should not be null,Please check!===");  
            }  
            HBaseAdmin admin = new HBaseAdmin(conf);  
            if (admin.tableExists(tableName)) {  
                return true;  
            } else {  
                HTableDescriptor tableDescriptor = new HTableDescriptor(  
                        TableName.valueOf(tableName));  
                for (String cf : columnFamily) {  
                    tableDescriptor.addFamily(new HColumnDescriptor(cf));  
                }  
                byte[][] splitKeys = getSplitKeys();  
                admin.createTable(tableDescriptor,splitKeys);//指定splitkeys  
                log.info("===Create Table " + tableName  
                        + " Success!columnFamily:" + columnFamily.toString()  
                        + "===");  
            }  
        } catch (MasterNotRunningException e) {  
            // TODO Auto-generated catch block  
            log.error(e);  
            return false;  
        } catch (ZooKeeperConnectionException e) {  
            // TODO Auto-generated catch block  
            log.error(e);  
            return false;  
        } catch (IOException e) {  
            // TODO Auto-generated catch block  
            log.error(e);  
            return false;  
        }  
        return true;  
    }

在hbase shell中输入命令san 'hbase:meta'查看建表结果:

从上图可看出10个region均匀的分布在了3台regionserver上(集群就3台机器regionserver)，达到预期效果。还可以在hbase的web UI界面中更加直观的查看建表的预分区信息。

再看看写数据是否均匀的命中各个region，是否能够做到对写请求的负载均衡：

public class TestHBasePartition {  
public static void main(String[] args) throws Exception{  
   HBaseAdmin admin = new HBaseAdmin(conf);  
   HTable table = new HTable(conf, "testhbase");  
   table.put(batchPut());  
}  
  
private static String getRandomNumber(){  
        String ranStr = Math.random()+"";  
        int pointIndex = ranStr.indexOf(".");  
        return ranStr.substring(pointIndex+1, pointIndex+3);  
    }  
      
    private static List batchPut(){  
        List list = new ArrayList();  
        for(int i=1;i<=10000;i++){  
            byte[] rowkey = Bytes.toBytes(getRandomNumber()+"-"+System.currentTimeMillis()+"-"+i);  
            Put put = new Put(rowkey);  
            put.add(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("name"), Bytes.toBytes("zs"+i));  
            list.add(put);  
        }  
        return list;  
    }  
}

我写了1万条数据，从Write Request Count一栏可以查看写请求是否均匀的分布到3台机器上，实测我的达到目标，完成。参考文章:
http://www.cnblogs.com/bdifn/p/3801737.html
http://blog.csdn.net/chaolovejia/article/details/46375849
http://www.cnblogs.com/panfeng412/archive/2012/03/08/hbase-performance-tuning-section1.html