大数据实验一：大数据系统基本实验（第三部分：熟悉常用的 HBase 操作）

一、 实验目的
1）理解 HBase 在 Hadoop 体系结构中的角色。
2）熟练使用 HBase 操作常用的 shell 命令。
3）熟悉 HBase 操作常用的 Java API。

二、 实验平台
1）操作系统：Linux（Ubuntu18.04）；
2）Hadoop 版本：2.9.0；
3）HBase 版本：1.2.6；
4）JDK 版本：1.8；
5）Java IDE：Eclipse 3.8。

三、 实验内容
1）编程实现以下指定功能，并用 Hadoop 提供的 HBase Shell 命令完成相同任务： (1) 列出 HBase 所有的表的相关信息，例如表名； (2) 在终端打印出指定的表的所有记录数据； (3) 向已经创建好的表添加和删除指定的列族或列； (4) 清空指定的表的所有记录数据； (5) 统计表的行数。
2）HBase 数据库操作
3）请编程实现以下功能：
createTable(String tableName, String[] fields) 创建表，参数 tableName 为表的名称，字符串数组 fields 为存储记录各个字段名称的数组。 要求当 HBase 已经存在名为 tableName 的表的时候，先删除原有的表，然后再创建新的表。 addRecord(String tableName, String row, String[] fields, String[] values) 向表 tableName、行 row（用 S_Name 表示）和字符串数组 fields 指定的单元格中添加对应 的数据 values。其中，fields 中每个元素如果对应的列族下还有相应的列限定符的话，用 “columnFamily:column”表示。例如，同时向“Math”、“Computer Science”、“English”三列添加成绩时，
字符串数组 fields 为{“Score:Math”, ”Score:Computer Science”, ”Score:English”}，数组 values 存储这 三门课的成绩。
scanColumn(String tableName, String column) 浏览表 tableName 某一列的数据，如果某一行记录中该列数据不存在，则返回 null。要求 当参数 column 为某一列族名称时，如果底下有若干个列限定符，则要列出每个列限定符代表的列 的数据；当参数 column 为某一列具体名称（例如“Score:Math”）时，只需要列出该列的数据。 modifyData(String tableName, String row, String column) 修改表 tableName，行 row（可以用学生姓名 S_Name 表示），列 column 指定的单元格的 数据。
deleteRow(String tableName, String row) 删除表 tableName 中 row 指定的行的记录。

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.*;
import org.apache.hadoop.hbase.client.*;
import org.apache.hadoop.hbase.util.*;

import java.io.IOException;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

public class hbasetest {
	public static Configuration configuration;
	public static Connection connection;
	public static Admin admin;

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		String[] fields = { "Name", "Score"};
		createTable("test",fields);//创建表
		put("test","row1","Name","","gagaga");//添加列族
		put("test","row1","Score","English","95");//添加列
		put("test","row1","Score","Math","100");
		put("test","row1","Score","CS","90");
		put("test","row2","Name","","wawawa");//添加列族
		scanColumn("test","Score");
		modifyData("test","row1","Name","hahaha");
		
		list();//列出所有表的表名
		scan("test");//打印指定表的所有记录数据
		delete("test","row1","Score","Math",2);//删除列
		scan("test");
		delete("test","row1","Score","",1);//删除列族
		scan("test");
		deleteRow("test","row1");
		count("test");//统计表的行数
		truncate("test");//清空制定表的所有记录数据
		count("test");		
		
		//第四部分 HBase 先在shell清空'Student'
		put("Student", "row_01", "Name", "", "scofield");
		put("Student", "row_01", "Score", "English", "45");
		put("Student", "row_01", "Score", "Math", "89");
		put("Student", "row_01", "Score", "Computer", "100");
		get("Student", "row_01","Score","English");
	}

	// 建立连接
	public static void init() throws IOException {
		configuration = HBaseConfiguration.create();
		configuration.set("hbase.rootdir", "hdfs://localhost:9000/hbase");
		connection = ConnectionFactory.createConnection(configuration);
		admin = connection.getAdmin();
	}

	// 关闭连接
	public static void close() throws IOException {
		if (admin != null) {
			admin.close();
		}
		if (connection != null) {
			connection.close();
		}
	}	

	// 列出HBase所有的表的相关信息，例如表名
	public static void list() throws IOException {
		init();
		System.out.println("打印所有表的相关信息，以表名为例：");
		HTableDescriptor htds[] = admin.listTables();//列出所有用户控件表项
		for (HTableDescriptor htd : htds) {
			System.out.println(htd.getNameAsString());
		}
		close();
	}

	// 在终端打印出指定的表的所有记录数据；
	public static void scan(String tablename) throws IOException {
		init();
		Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tablename));
		Scan s = new Scan();
		ResultScanner scanner = table.getScanner(s);
		System.out.println("打印表" + tablename + "的所有信息：");
		for (Result result : scanner) {
			Cell[] cells = result.rawCells();
			for (Cell cell : cells) {
				System.out.println("rowKey: " + new String(CellUtil.cloneRow(cell)));
				System.out.println("colFamily: " + new String(CellUtil.cloneFamily(cell)));
				System.out.println("clomn: " + new String(CellUtil.cloneQualifier(cell)));
				System.out.println("timesTamp: " + cell.getTimestamp());
				System.out.println("value: " + new String(CellUtil.cloneValue(cell)));
			}
		}
		close();
	}

	// 向已经创建好的表添加指定的列族或列
	public static void put(String tablename, String rowKey, String colFamily, String colmn, String value)
			throws IOException {
		init();
		Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tablename));
		Put p = new Put(rowKey.getBytes());
		p.addColumn(colFamily.getBytes(), colmn.getBytes(), value.getBytes());
		table.put(p);
		table.close();
		close();
	}

	// 向已经创建好的表删除指定的列族或列
	public static void delete(String tablename, String rowKey, String colFamily, String colmn, int flag)
			throws IOException {
		init();
		Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tablename));
		Delete del = new Delete(rowKey.getBytes());

		if (flag == 1) {
			// flag为1，删除指定列族的所有数据
			del.addFamily(colFamily.getBytes());
			table.delete(del);
		} else {
			// flag为2，删除指定列的数据
			del.addColumn(colFamily.getBytes(), colmn.getBytes());
			table.delete(del);
		}

		table.close();
		close();
	}

	// 清空指定的表的所有记录数据
	public static void truncate(String tableName)
			throws MasterNotRunningException, ZooKeeperConnectionException, IOException {
		init();
		// 保存表的架构，重建时用
		HTableDescriptor htd = admin.getTableDescriptor(TableName.valueOf(tableName));

		TableName tablename = TableName.valueOf(tableName);
		// 关闭表
		admin.disableTable(tablename);
		// 删除表
		admin.deleteTable(tablename);
		// 重建表
		admin.createTable(htd);
		close();
	}

	// 统计表的行数
	public static void count(String tablename) throws IOException {
		init();
		Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tablename));
		Scan s = new Scan();
		ResultScanner scanner = table.getScanner(s);
		int num = 0;
		for (Result result : scanner) {
			if (result != null) {
				num++;
			}
		}
		System.out.println("行数为：" + num);
		close();
	}

	// 创建表，参数 tableName 为表的名称，字符串数组 fields 为存储记录各个字段名称的数组。
	// 要求当 HBase 已经存在名为 tableName 的表的时候，先删除原有的表，然后再创建新的表。
	public static void createTable(String tableName, String[] fields) throws IOException {
		init();
		TableName tablename = TableName.valueOf(tableName);
		if (admin.tableExists(tablename)) {
			System.out.println("表已经存在，删除原有表，创建新表");
			admin.disableTable(tablename);
			admin.deleteTable(tablename);
		}
		HTableDescriptor htd = new HTableDescriptor(tablename);

		for (String str : fields) {
			HColumnDescriptor hcd = new HColumnDescriptor(str);
			htd.addFamily(hcd);
		}
		admin.createTable(htd);
		close();
	}

	// 向表 tableName、行 row（用 S_Name 表示）和字符串数组 fields 指定的单元格中添加对应的数据 values。
	// 其中，fields 中每个元素如果对应的列族下还有相应的列限定符的话，用 “columnFamily:column”表示。
	public static void addRecord(String tableName, String row, String[] fields, String[] values) throws IOException {
		init();
		Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
		for (int i = 0; i < fields.length; i++) {
			Put p = new Put(row.getBytes());
			String[] cols = fields[i].split(":");
			if (cols.length == 1) {
				p.addColumn(cols[0].getBytes(), "".getBytes(), values[i].getBytes());
			} else {
				p.addColumn(cols[0].getBytes(), cols[1].getBytes(), values[i].getBytes());
			}
			table.put(p);
		}
		table.close();
		close();
	}

	// 浏览表 tableName 某一列的数据，如果某一行记录中该列数据不存在，则返回 null。
	// 要求 当参数 column 为某一列族名称时，如果底下有若干个列限定符，则要列出每个列限定符代表的列的数据；
	// 当参数 column 为某一列具体名称（例如“Score:Math”）时，只需要列出该列的数据。
	public static void scanColumn(String tableName, String column) throws IOException {
		init();
		Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
		Scan scan = new Scan();
		String[] cols = column.split(":");
		if (cols.length == 1) {
			scan.addFamily(Bytes.toBytes(column));
		} else {
			scan.addColumn(Bytes.toBytes(cols[0]), Bytes.toBytes(cols[1]));
		}
		ResultScanner scanner = table.getScanner(scan);
		for (Result result : scanner) {
			Cell[] cells = result.rawCells();
			for (Cell cell : cells) {
				System.out.println("rowKey: " + new String(CellUtil.cloneRow(cell)));
				System.out.println("colFamily: " + new String(CellUtil.cloneFamily(cell)));
				System.out.println("clomn: " + new String(CellUtil.cloneQualifier(cell)));
				System.out.println("timesTamp: " + cell.getTimestamp());
				System.out.println("value: " + new String(CellUtil.cloneValue(cell)));
			}
		}
		table.close();
		close();
	}

	// 修改表 tableName，行 row（可以用学生姓名 S_Name 表示），列 column 指定的单元格的数据
	public static void modifyData(String tableName, String row, String column, String val) throws IOException {
		init();
		Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
		Put p = new Put(row.getBytes());
		String[] cols = column.split(":");
		if (cols.length == 1) {
			p.addColumn(column.getBytes(), "".getBytes(), val.getBytes());
		} else {
			p.addColumn(cols[0].getBytes(), cols[1].getBytes(), val.getBytes());
		}
		table.put(p);
		table.close();
		close();
	}

	// 删除表tableName中row指定的行的记录。
	public static void deleteRow(String tableName, String row) throws IOException {
		init();
		Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
		Delete delete = new Delete(row.getBytes());
		table.delete(delete);
		table.close();
		close();
	}

	// 查询指定单cell内容
	public static void get(String tableName, String rowKey, String family, String col)throws IOException{
    	init();
		Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
        String result = null;
        Get get = new Get(rowKey.getBytes());
        if(!get.isCheckExistenceOnly()){
            get.addColumn(Bytes.toBytes(family),Bytes.toBytes(col));
            Result res = table.get(get);
            byte[] resByte = res.getValue(Bytes.toBytes(family), Bytes.toBytes(col));
            result = Bytes.toString(resByte);
            System.out.print(result);
        }
        close();
    }
}