在实际生产环境中,有这样一种场景:用户数据位于HDFS中,业务需要定期将这部分海量数据导入HBase系统,以执行随机查询更新操作。这种场景如果调用写入API进行处理,极有可能会给RegionServer带来较大的写入压力:
•引起RegionServer频繁flush,进而不断compact、split,影响集群稳定性。
•引起RegionServer频繁GC,影响集群稳定性。
•消耗大量CPU资源、带宽资源、内存资源以及IO资源,与其他业务产生资源竞争。
•在某些场景下,比如平均KV大小比较大的场景,会耗尽RegionServer的处理线程,导致集群阻塞。
鉴于存在上述问题,HBase提供了另一种将数据写入HBase集群的方法——BulkLoad。BulkLoad首先使用MapReduce将待写入集群数据转换为HFile文件,再直接将这些HFile文件加载到在线集群中。显然,BulkLoad方案没有将写请求发送给RegionServer处理,可以有效避免上述一系列问题。
BulkLoad核心流程
从HBase的视角来看,BulkLoad主要由两个阶段组成:
1)HFile生成阶段。这个阶段会运行一个MapReduce任务,MapReduce的mapper需要自己实现,将HDFS文件中的数据读出来组装成一个复合KV,其中Key是rowkey,Value可以是KeyValue对象、Put对象甚至Delete对象;MapReduce的reducer由HBase负责,通过方法HFileOutputFormat2.configureIncrementalLoad()进行配置,这个方法主要负责以下事项。
•根据表信息配置一个全局有序的partitioner。
•将partitioner文件上传到HDFS集群并写入DistributedCache。
•设置reduce task的个数为目标表Region的个数。
•设置输出key/value类满足HFileOutputFormat所规定的格式要求。
•根据类型设置reducer执行相应的排序(KeyValueSortReducer或者PutSortReducer)。
这个阶段会为每个Region生成一个对应的HFile文件。
2)HFile导入阶段。HFile准备就绪之后,就可以使用工具completebulkload将HFile加载到在线HBase集群。completebulkload工具主要负责以下工作。
•依次检查第一步生成的所有HFile文件,将每个文件映射到对应的Region。
•将HFile文件移动到对应Region所在的HDFS文件目录下。
•告知Region对应的RegionServer,加载HFile文件对外提供服务。
如果在BulkLoad的中间过程中Region发生了分裂,completebulkload工具会自动将对应的HFile文件按照新生成的Region边界切分成多个HFile文件,保证每个HFile都能与目标表当前的Region相对应。但这个过程需要读取HFile内容,因而并不高效。需要尽量减少HFile生成阶段和HFile导入阶段的延迟,最好能够在HFile生成之后立刻执行HFile导入。
基于BulkLoad两阶段的工作原理,BulkLoad的核心流程如图所示。
BulkLoad基础案例
在hbase上创建一张表:
create 'test_log','ext'
执行BulkLoad代码:
import org.apache.hadoop.hbase.client.ConnectionFactory
import org.apache.hadoop.hbase.{HBaseConfiguration, KeyValue, TableName}
import org.apache.hadoop.hbase.io.ImmutableBytesWritable
import org.apache.hadoop.hbase.mapreduce.{HFileOutputFormat2, LoadIncrementalHFiles}
import org.apache.hadoop.hbase.util.Bytes
import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.sql.SparkSession
object BulkLoad1 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val sparkConf = new SparkConf().setAppName("HbaseBulkLoad")
val spark = SparkSession.builder
.config(sparkConf)
.getOrCreate()
val sc = spark.sparkContext
val datas = List(
("abc", ("ext", "type", "login")),
("ccc", ("ext", "type", "logout"))
)
val dataRdd = sc.parallelize(datas)
val output = dataRdd.map {
x => {
val rowKey = Bytes.toBytes(x._1)
val immutableRowKey = new ImmutableBytesWritable(rowKey)
val colFam = x._2._1
val colName = x._2._2
val colValue = x._2._3
val kv = new KeyValue(
rowKey,
Bytes.toBytes(colFam),
Bytes.toBytes(colName),
Bytes.toBytes(colValue.toString)
)
(immutableRowKey, kv)
}
}
val hConf = HBaseConfiguration.create()
hConf.addResource("hbase_site.xml")
val hTableName = "test_log"
hConf.set("hbase.mapreduce.hfileoutputformat.table.name",hTableName)
val tableName = TableName.valueOf(hTableName)
val conn = ConnectionFactory.createConnection(hConf)
val table = conn.getTable(tableName)
val regionLocator = conn.getRegionLocator(tableName)
val hFileOutput = "/tmp/h_file"
output.saveAsNewAPIHadoopFile(hFileOutput,
classOf[ImmutableBytesWritable],
classOf[KeyValue],
classOf[HFileOutputFormat2],
hConf)
val bulkLoader = new LoadIncrementalHFiles(hConf)
bulkLoader.doBulkLoad(new Path(hFileOutput),conn.getAdmin,table,regionLocator)
}
}
提交spark执行:
spark-submit \
--master yarn \
--conf spark.yarn.tokens.hbase.enabled=true \
--deploy-mode client \
--class BulkLoad1
--executor-memory 512m
--driver-memory 512m
--total-executor-cores 2
/home/hadoop/hadoop-2.8.5/files/Spark_study.jar
在hbase shell上查看:
scan 'test_log'