大数据分布式数据库HBase

什么是HBase

HBase是高可靠列式存储的分布式数据库,是Hadoop子项目,可用HDFS(Hadoop分布式文件系统)存储数据。支持海量数据存储和高并发访问,比如日志分析、在线广告和实时分析等。HBase具有自动分片和负载均衡的特性,应用了Bigtable的稀疏面向列的高效数据组织形式,数据模型类似于关系型数据库,以表的形式组织数据。HBase本身不支持SQL语法,但可以借助Hive管理

HBase表特点

  • 支持大表,单表可以上亿行,上百万列
  • 面向**列(族)**的存储和权限控制,列(族)独立检索
  • 对于为空(null)的列,并不占用存储空间,表可以设计的非常稀疏
  • 不支持复杂的事务,只支持行级事务
  • 每行都有一个可排序的主键和任意多的列,不同的行可以有不同的列
  • 主要用来存储结构化和半结构化的松散数据

列式存储

传统关系型数据库,数据在表中是按行存储的。列式存储是将每个字段的数据聚集存储,查询少数几个字段的时候,能大大减少读取的数据量。

结构化/非结构化数据

  • 结构化:数据结构字段含义确定清晰,如数据库表结构
  • 半结构化:具有一定结构,但语义不够确定,如HTML网页,有些字段是确定的(title),有些不确定(table)
  • 非结构化:杂乱无章的数据,无规律性

HBase主要组件

  • HMaster:HMaster是HBase集群的主节点,负责管理整个集群的元数据和调度工作。它负责分配和管理RegionServer,并监控集群的状态。HMaster还处理表的创建、修改和删除等操作。

  • RegionServer:RegionServer是HBase集群的工作节点,负责实际存储和处理数据。每个RegionServer负责管理若干个Region,每个Region负责存储表中的一部分数据。RegionServer处理来自客户端的读写请求,并与HDFS交互来读取和写入数据。

  • ZooKeeper:ZooKeeper是开源的分布式协调服务,HBase使用ZooKeeper来进行集群的协调和管理。ZooKeeper负责维护集群的状态信息、配置信息和元数据,同时提供分布式锁和节点监视等功能,保证HBase集群的可靠性和一致性。

  • HDFS:HDFS(Hadoop Distributed File System)是Hadoop的分布式文件系统,HBase使用HDFS来存储表的数据。HDFS将表的数据划分为多个块(block),并将这些块分布在不同的节点上进行存储。HBase通过与HDFS的集成来实现数据的分布式存储和访问。

  • 客户端:HBase提供了Java和非Java客户端API,用于与HBase集群进行交互。客户端可以使用这些API来创建、修改和删除表,以及执行数据的读写操作。客户端还可以通过与ZooKeeper协调来发现和连接到可用的HBase集群。

HBase应用场景

  • 处理海量数据的存储和高并发访问

  • 时间序列数据存储和分析:HBase的版本控制和快速读写特性使其非常适合存储和分析时间序列数据,如传感器数据、日志数据、交易数据等。HBase可以方便地按时间范围查询和聚合数据,并支持实时的数据写入和更新。

  • 实时分析和计算:HBase可以与分布式计算框架(如Apache Spark、Apache Flink)结合使用,实现实时的数据分析和计算。HBase的快速读写和灵活的数据模型使其成为实时分析和计算任务的理想存储引擎。

  • 数据库缓存:HBase可以作为缓存层来提高数据库的读取性能。它可以缓存热门或频繁访问的数据,减少对后端数据库的访问压力,并提供低延迟的数据访问。

  • 图数据库存储:HBase的列存储和快速读写特性使其适合存储和查询大规模的图数据。它可以被用作图数据库的存储引擎,支持复杂的图查询和分析操作。

  • 互联网广告和推荐系统

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