hbase 配置优化

 

一、转 http://blog.sina.com.cn/s/blog_4a1f59bf01017vdk.html 关于hbase与zookeeper通信配置的问题

 

问题和现象:

这是一个连锁反应:
1)RegionServer在遇到"Stop-The-World" GC时,会停止一切工作,这样与Zookeeper保持的心跳,就会停止。
2)Zookeeper在没有收到注册节点的心跳时,就会删除对应rs对应节点。
3)HMaster的ServerManager会发现这个RegionServer出现了问题,然后交由ServerShutdownHandler处理。
4)HMaster的SplitLogManager和RegionServer的SplitLogWorker组成Master-Slave结构,对HMaster
认定Dead的RegionServer的节点进行处理。
 HLOG => {按照Region分割成不同的edits文件},具体内容可以查看:http://www.cloudera.com/blog/2012/07/hbase-log-splitting/
5)HMaster的AssignmentManager把HLog处理完成的Region分配给一个RegionServer,RegionServer在接到Open Region的请求之后,利用分割出来的edits,实现HLog Replay,将其加载到MemStore,并且flush成一个文件。
6)RegionServer上的所有Region在其它RegionServer上提供服务。
7)RegionServer FullGC结束,然后正常与HMaster进行心跳tryRegionServerReport(),后来收到了一个YouAreDeadException,接到命令后,就开始关闭各种线程,然后退出。

以上只是对HBase一个现象的描述,如果正常的情况下,这样的处理是没有问题的。但是,我们在维护的Hbase集群却出现了一个让我们很郁闷的问题。
有应用报出Get、Scan某些数据不见了,查看Region下的RegionServer报出:
DFS Read: java.io.FileNotFoundException: File does not exist: /user/hbase/hbase/OTHER/9cc2c3d381e6891d1798d2cf4fe23859/dat/48bf8d0bbdae4b8b85f66da6f81b66aa
也就是该表格下的dat数据丢失,检查了NameNode查看该文件的情况,发现该数据被原RegionServer的DFSClient删除了,是因为原RegionServer在Long FullGC之后,做了一次minor Compaction,把两个StoreFile文件合并成了一个。而在这个之前,该Region已经被一个新的RegionServer所服务着,这样这个新的RegionServer会认为没有进行Compaction,还是按照接手该Region时的情况进行读取数据,于是,悲剧就产生了。

具体描述:
出问题Region:RegionA
FullGC的RegionServer: RegionServer1
接管RegionA的RegionServer: RegionServer2
RegionServer1 --------------Full---GC------------------->compaction--(delete 原 dat/48bf***)->You Are Dead--->Exit
RegionServer2 -------------------------> 接管RegionA---->请求出错

整体上虽然数据没有丢失,但是仍然给线上系统带来一定的影响。分析了整个过程之后,预防这类问题出现应该
从如下几点入手:
1、相关参数

  hbase.regionserver.lease.period
  240000
  HRegion server lease period in milliseconds. Default is 60 seconds. Clients must report in within this period else they are considered dead.

hbase.regionserver.lease.period的设置是Tradeoff,因为在HBase Client操作过程中,如果RegionServer的响应速度过慢或者出现了Long FullGC,超过了设置值,则抛出lease expired。
ps:hbase.regionserver.lease.period的设置要和hbase.rpc.timeout保持一致,最好hbase.rpc.timeout的值略大于hbase.regionserver.lease.period


  zookeeper.session.timeout
  90000
  Default 3 minutes.ZooKeeper session timeout. HBase passes this to the zk quorum as suggested maximum time for a session (This setting becomes zookeeper's 'maxSessionTimeout'). See http://hadoop.apache.org/zookeeper/docs/current/zookeeperProgrammers.html#ch_zkSessions "The client sends a requested timeout, the server responds with the timeout that it can give the client. " In milliseconds. 

zookeeper.session.timeout指定zk Client与zk Server Quorum之间的会话的最长时间,RegionServerTracker监听rs的znode的变化,超过session time out的值,就认定该RegionServer出错了,然后通过ServerManager的expireServer将其加入Dead RegionServer Lists中。这样等RegionServer发送心跳给HMaster时,发现该RegionServer位于Dead RegionServer Lists中,会抛出YouAreDeadException。然后,RegionServer会开始执行shutdown系统操作。
注意:这里设置的zookeeper.session.timeout与zookeeper设置的ticktime共同影响session的生存周期,一般而言,sessionTimeOut= Min(应用设置的zookeeper.session.timeout,ticktime*20)


2、tryRegionServerReport()的频率设置高一些。默认间隔时间为:
this.msgInterval = conf.getInt("hbase.regionserver.msginterval", 3 * 1000);设置成1*1000ms,可以更快地同步HMaster上RegionServer状态,尽量避免延迟阶段造成的数据不一致。注意,如果是RegionServer的个数超过200,该值不要太小,避免HMaster的压力过大。
3、在compaction删除文件时,tryRegionServerReport一下,保证没有出现已经被认定“Dead”但仍然工作的情况。在任何删除操作之前,首先report一下HMaster,检查是否已经出现YouAreDeadException,然后恢复之前的文件。

 

二、hbase-site配置文件解析

zookeeper.session.timeout 
默认值:3分钟(180000ms) 
说明:RegionServer与Zookeeper间的连接超时时间。当超时时间到后,ReigonServer会被Zookeeper从RS集群清单中移除,HMaster收到移除通知后,会对这台server负责的regions重新balance,让其他存活的RegionServer接管. 
调优: 
这个timeout决定了RegionServer是否能够及时的failover。设置成1分钟或更低,可以减少因等待超时而被延长的failover时间。 
不过需要注意的是,对于一些Online应用,RegionServer从宕机到恢复时间本身就很短的(网络闪断,crash等故障,运维可快速介入),如果调低timeout时间,反而会得不偿失。因为当ReigonServer被正式从RS集群中移除时,HMaster就开始做balance了(让其他RS根据故障机器记录的WAL日志进行恢复)。当故障的RS在人工介入恢复后,这个balance动作是毫无意义的,反而会使负载不均匀,给RS带来更多负担。特别是那些固定分配regions的场景。 

hbase.regionserver.handler.count 
默认值:10 
说明:RegionServer的请求处理IO线程数。 
调优: 
这个参数的调优与内存息息相关。 
较少的IO线程,适用于处理单次请求内存消耗较高的Big PUT场景(大容量单次PUT或设置了较大cache的scan,均属于Big PUT)或ReigonServer的内存比较紧张的场景。 
较多的IO线程,适用于单次请求内存消耗低,TPS要求非常高的场景。设置该值的时候,以监控内存为主要参考。
这里需要注意的是如果server的region数量很少,大量的请求都落在一个region上,因快速充满memstore触发flush导致的读写锁会影响全局TPS,不是IO线程数越高越好。 
压测时,开启Enabling RPC-level logging,可以同时监控每次请求的内存消耗和GC的状况,最后通过多次压测结果来合理调节IO线程数。 
这里是一个案例?Hadoop and HBase Optimization for Read Intensive Search Applications,作者在SSD的机器上设置IO线程数为100,仅供参考。 

hbase.hregion.max.filesize 
默认值:256M 
说明:在当前ReigonServer上单个Reigon的最大存储空间,单个Region超过该值时,这个Region会被自动split成更小的region。 
调优: 
小region对split和compaction友好,因为拆分region或compact小region里的storefile速度很快,内存占用低。缺点是split和compaction会很频繁。 
特别是数量较多的小region不停地split, compaction,会导致集群响应时间波动很大,region数量太多不仅给管理上带来麻烦,甚至会引发一些Hbase的bug。 
一般512以下的都算小region。 

大region,则不太适合经常split和compaction,因为做一次compact和split会产生较长时间的停顿,对应用的读写性能冲击非常大。此外,大region意味着较大的storefile,compaction时对内存也是一个挑战。 
当然,大region也有其用武之地。如果你的应用场景中,某个时间点的访问量较低,那么在此时做compact和split,既能顺利完成split和compaction,又能保证绝大多数时间平稳的读写性能。 

既然split和compaction如此影响性能,有没有办法去掉? 
compaction是无法避免的,split倒是可以从自动调整为手动。 
只要通过将这个参数值调大到某个很难达到的值,比如100G,就可以间接禁用自动split(RegionServer不会对未到达100G的region做split)。 
再配合RegionSplitter这个工具,在需要split时,手动split。 
手动split在灵活性和稳定性上比起自动split要高很多,相反,管理成本增加不多,比较推荐online实时系统使用。 

内存方面,小region在设置memstore的大小值上比较灵活,大region则过大过小都不行,过大会导致flush时app的IO wait增高,过小则因store file过多影响读性能。 

hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit/lowerLimit 

默认值:0.4/0.35 
upperlimit说明:hbase.hregion.memstore.flush.size 这个参数的作用是当单个Region内所有的memstore大小总和超过指定值时,flush该region的所有memstore。RegionServer的flush是通过将请求添加一个队列,模拟生产消费模式来异步处理的。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,可能会导致内存陡增,最坏的情况是触发OOM。 
这个参数的作用是防止内存占用过大,当ReigonServer内所有region的memstores所占用内存总和达到heap的40%时,HBase会强制block所有的更新并flush这些region以释放所有memstore占用的内存。 
lowerLimit说明: 同upperLimit,只不过lowerLimit在所有region的memstores所占用内存达到Heap的35%时,不flush所有的memstore。它会找一个memstore内存占用最大的region,做个别flush,此时写更新还是会被block。lowerLimit算是一个在所有region强制flush导致性能降低前的补救措施。在日志中,表现为 “** Flush thread woke up with memory above low water.” 
调优:这是一个Heap内存保护参数,默认值已经能适用大多数场景。 
参数调整会影响读写,如果写的压力大导致经常超过这个阀值,则调小读缓存hfile.block.cache.size增大该阀值,或者Heap余量较多时,不修改读缓存大小。 
如果在高压情况下,也没超过这个阀值,那么建议你适当调小这个阀值再做压测,确保触发次数不要太多,然后还有较多Heap余量的时候,调大hfile.block.cache.size提高读性能。 
还有一种可能性是?hbase.hregion.memstore.flush.size保持不变,但RS维护了过多的region,要知道 region数量直接影响占用内存的大小。 

hfile.block.cache.size 

默认值:0.2 
说明:storefile的读缓存占用Heap的大小百分比,0.2表示20%。该值直接影响数据读的性能。 
调优:当然是越大越好,如果写比读少很多,开到0.4-0.5也没问题。如果读写较均衡,0.3左右。如果写比读多,果断默认吧。设置这个值的时候,你同时要参考?hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit?,该值是memstore占heap的最大百分比,两个参数一个影响读,一个影响写。如果两值加起来超过80-90%,会有OOM的风险,谨慎设置。 

hbase.hstore.blockingStoreFiles 

默认值:7 
说明:在flush时,当一个region中的Store(Coulmn Family)内有超过7个storefile时,则block所有的写请求进行compaction,以减少storefile数量。 
调优:block写请求会严重影响当前regionServer的响应时间,但过多的storefile也会影响读性能。从实际应用来看,为了获取较平滑的响应时间,可将值设为无限大。如果能容忍响应时间出现较大的波峰波谷,那么默认或根据自身场景调整即可。 

hbase.hregion.memstore.block.multiplier 

默认值:2 
说明:当一个region里的memstore占用内存大小超过hbase.hregion.memstore.flush.size两倍的大小时,block该region的所有请求,进行flush,释放内存。 
虽然我们设置了region所占用的memstores总内存大小,比如64M,但想象一下,在最后63.9M的时候,我Put了一个200M的数据,此时memstore的大小会瞬间暴涨到超过预期的hbase.hregion.memstore.flush.size的几倍。这个参数的作用是当memstore的大小增至超过hbase.hregion.memstore.flush.size 2倍时,block所有请求,遏制风险进一步扩大。 
调优: 这个参数的默认值还是比较靠谱的。如果你预估你的正常应用场景(不包括异常)不会出现突发写或写的量可控,那么保持默认值即可。如果正常情况下,你的写请求量就会经常暴长到正常的几倍,那么你应该调大这个倍数并调整其他参数值,比如hfile.block.cache.size和hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit/lowerLimit,以预留更多内存,防止HBase server OOM。 

hbase.hregion.memstore.mslab.enabled 

默认值:true 
说明:减少因内存碎片导致的Full GC,提高整体性能。 
调优:详见 http://kenwublog.com/avoid-full-gc-in-hbase-using-arena-allocation 
其他 

启用LZO压缩 
LZO对比Hbase默认的GZip,前者性能较高,后者压缩比较高,具体参见?Using LZO Compression 。对于想提高HBase读写性能的开发者,采用LZO是比较好的选择。对于非常在乎存储空间的开发者,则建议保持默认。 

不要在一张表里定义太多的Column Family 

Hbase目前不能良好的处理超过包含2-3个CF的表。因为某个CF在flush发生时,它邻近的CF也会因关联效应被触发flush,最终导致系统产生更多IO。 

批量导入 

在批量导入数据到Hbase前,你可以通过预先创建regions,来平衡数据的负载。详见?Table Creation: Pre-Creating Regions 

避免CMS concurrent mode failure 

HBase使用CMS GC。默认触发GC的时机是当年老代内存达到90%的时候,这个百分比由 -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=N 这个参数来设置。concurrent mode failed发生在这样一个场景: 
当年老代内存达到90%的时候,CMS开始进行并发垃圾收集,于此同时,新生代还在迅速不断地晋升对象到年老代。当年老代CMS还未完成并发标记时,年老代满了,悲剧就发生了。CMS因为没内存可用不得不暂停mark,并触发一次stop the world(挂起所有jvm线程),然后采用单线程拷贝方式清理所有垃圾对象。这个过程会非常漫长。为了避免出现concurrent mode failed,建议让GC在未到90%时,就触发。 

通过设置?-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=N 
这个百分比, 可以简单的这么计算。如果你的?hfile.block.cache.size 和?hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit 加起来有60%(默认),那么你可以设置 70-80,一般高10%左右差不多。 

maxClientCnxns=300 
默认zookeeper给每个客户端IP使用的连接数为10个,经常会出现连接不够用的情况。修改连接数目前好像只支持zoo.cfg配置文件修改,所以需要zookeeper重启才能生效。 
zoo.cfg: 
maxClientCnxns=300 
否则报错如下:2011-10-28 09:39:44,856 – WARN  [NIOServerCxn.Factory:0.0.0.0/0.0.0.0:5858:NIOServerCnxn$Factory@253] – Too many connections from /172.*.*.* – max is 10 

HBASE_HEAPSIZE=3000 
  hbase对于内存有特别的嗜好,在硬件允许的情况下配足够多的内存给它。 
通过修改hbase-env.sh中的 
export HBASE_HEAPSIZE=3000 #这里默认为1000m 

hadoop和hbase典型配置 
•Region Server 
•HBaseRegion Server JVM Heap Size: -Xmx15GB 
•Number of HBaseRegion Server Handlers: hbase.regionserver.handler.count=50 (Matching number of active regions) 
•Region Size: hbase.hregion.max.filesize=53687091200 (50GB to avoid automatic split) 
•Turn off auto major compaction: hbase.hregion.majorcompaction=0 
• Map Reduce 
•Number of Data Node Threads: dfs.datanode.handler.count=100 
•Number of Name Node Threads: dfs.namenode.handler.count=1024 (Todd: 
•Name Node Heap Size: -Xmx30GB 
•Turn Off Map Speculative Execution: mapred.map.tasks.speculative.execution=false 
•Turn off Reduce Speculative Execution: mapred.reduce.tasks.speculative.execution=false 
•Client settings 
•HBaseRPC Timeout: hbase.rpc.timeout=600000 (10 minutes for client side timeout) 
•HBaseClient Pause: hbase.client.pause=3000 
•HDFS 
•Block Size: dfs.block.size=134217728 (128MB) 
•Data node xcievercount: dfs.datanode.max.xcievers=131072 
•Number of mappers per node: mapred.tasktracker.map.tasks.maximum=8 
•Number of reducers per node: mapred.tasktracker.reduce.tasks.maximum=6 
•Swap turned off

 

    一、hbase的batchsize,可以减少通信io压力,但是当batchsize设置过大时,有可能引起,scan时scanner.next()时间过长,则client端抛出异常

 

   二、hbase可以有不固定列,使得他可以存非结构化数据。但是不太建议hbase当宽表使用,太多的cq会使得keyvalue过大,当超过100M,会出现responsetoolarge的问题

  

 

 

 

 

 

 

 

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