Hbase入門(三)——數據模型

2019 年 10 月 3 日
筆記

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Hbase最核心但也是最難理解的就是數據模型，由於與傳統的關係型資料庫不同，雖然Hbase也有表（Table），也有行（Row）和列（Column），但是與關係型資料庫不同的是Hbase有一個列族（Column Family）的概念，它將一列或者多列組織在一起，HBase必須屬於某一個列族。

行和列交叉點稱為單元格（Cell），單元格時版本化的。單元格的內容，也就是列的值是不可分割的位元組數組。

HBase沒有數據類型，任何列值都被轉換成位元組數組進行存儲。

HBase表中的行是通過行鍵（Rowkey）進行區分的。行鍵也是用來唯一確定一行的標識。

HBase中的行按Rowkey排序，排序方式採用字典順序。

這些都是HBase的邏輯結果，他的物理結構也和傳統關係型資料庫有很大不同。

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邏輯模型

HBase的邏輯模型源自Google的BigTable模型。可以理解為一個稀疏的，長期存儲的，多維度的和排序的映射表。

以下示例是 BigTable 論文第 2 頁上的一個略微修改的形式。有一個名為webtable的表包含兩行（com.cnn.www和com.example.www）和三個列族，名為contents，anchor和people。

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在此示例中，對於第一行（com.cnn.www），anchor包含兩列（anchor:cssnsi.com，anchor:my.look.ca），contents包含一列（contents:html）。此示例包含具有行鍵com.cnn.www的行的 5 個版本，以及具有行鍵com.example.www的行的一個版本。 contents:html列限定符包含給定網站的整個HTML。 anchor列族的限定符每個都包含指向該行所代表的站點的外部站點的鏈接，以及它在其鏈接的anchor中使用的文本。 people列系列表示與該站點關聯的人員。

此表中看起來為空的單元格在 HBase 中不佔用空間，或實際上不存在。這就是HBase「稀疏」的原因。表格視圖不是查看 HBase 中數據的唯一方法，甚至也不是最準確的方法。以下表示與多維映射相同的資訊。這只是一個出於演示目的的模型，可能並不完全準確。

{    "com.cnn.www": {      contents: {        t6: contents:html: "<html>..."        t5: contents:html: "<html>..."        t3: contents:html: "<html>..."      }      anchor: {        t9: anchor:cnnsi.com = "CNN"        t8: anchor:my.look.ca = "CNN.com"      }      people: {}    }    "com.example.www": {      contents: {        t5: contents:html: "<html>..."      }      anchor: {}      people: {        t5: people:author: "John Doe"      }    }  }

物理模型

雖然Hbase表可以看作一組稀疏的行，但在物理意義上它們是按照列族存儲的。所以列是可以隨時添加的。

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Hbase是面向列的，存放行的不同列的物理文件，一個列族存放在多個HFile中，最重要的是一個列族的數據會被同一個Region管理。

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空單元格不佔據物理存儲空間。因此，在時間戳t8處對contents:html列的值的請求將不返回任何值。類似地，在時間戳t9處對anchor:my.look.ca值的請求將不返回任何值。但是，如果未提供時間戳，則將返回特定列的最新值。給定多個版本，最新版本也是第一個版本，因為時間戳按降序存儲。因此，如果沒有指定時間戳，則對行com.cnn.www中所有列的值的請求將是：來自時間戳t6的contents:html的值，來自時間戳t9的anchor:cnnsi.com的值，來自時間戳t8的anchor:my.look.ca。

數據模型操作

四個主要的數據模型操作是 Get，Put，Scan 和 Delete。通過實例化Table進行操作。

版本問題： Rowkey、Column（列族和列）、Version組合在一起稱為Hbase中的一個單元格。

Rowkey和Column的值是用位元組數組表示的，Version則是用一個長整型表示的。

Get

操作返回指定行的屬性，Get是在Scan基礎上實現的。在默認情況下，如果沒有指定版本，一旦使用Get操作，會返回最近版本的Cell。

要返回多個版本，需要設置Get.setMaxVersions（）

要返回最新版本以外的其他版本，請參見 Get.setTimeRange（）

默認版本Get示例

public static final byte[] CF = "cf".getBytes();  public static final byte[] ATTR = "attr".getBytes();  ...  Get get = new Get(Bytes.toBytes("row1"));  Result r = table.get(get);  byte[] b = r.getValue(CF, ATTR);  // returns current version of value

給定版本的Get示例

public static final byte[] CF = "cf".getBytes();  public static final byte[] ATTR = "attr".getBytes();  ...  Get get = new Get(Bytes.toBytes("row1"));  get.setMaxVersions(3);  // will return last 3 versions of row  Result r = table.get(get);  byte[] b = r.getValue(CF, ATTR);  // returns current version of value  List<KeyValue> kv = r.getColumn(CF, ATTR);  // returns all versions of this column

PUT

執行 put 總是在某個時間戳創建cell的新版本。默認情況下，系統使用伺服器的currentTimeMillis，但您可以在針對每一列指定版本（=長整數）。這意味著您可以在過去或將來指定時間，或者將long值用於非時間目的。

隱式版本示例

HBase 將使用當前時間隱式地對以下 Put 進行版本控制。

public static final byte[] CF = "cf".getBytes();  public static final byte[] ATTR = "attr".getBytes();  ...  Put put = new Put(Bytes.toBytes(row));  put.add(CF, ATTR, Bytes.toBytes( data));  table.put(put);

顯式版本示例

public static final byte[] CF = "cf".getBytes();  public static final byte[] ATTR = "attr".getBytes();  ...  Put put = new Put( Bytes.toBytes(row));  long explicitTimeInMs = 555;  // just an example  put.add(CF, ATTR, explicitTimeInMs, Bytes.toBytes(data));  table.put(put);

DELETE

刪除通過 Table.delete]執行。

有三種不同類型的內部刪除標記。

刪除：對於特定版本的列。
刪除列：適用於列的所有版本。
刪除系列：適用於特定 ColumnFamily 的所有列

SCAN

掃描表

下面是對錶進行掃描的示例。假設一個表填充了具有鍵「row1」，「row2」，「row3」的行，然後另一組是具有鍵「abc1」，「abc2」和「abc3」的行。以下示例將展示如何設置 Scan 實例以返回以「row」開頭的行。

public static final byte[] CF = "cf".getBytes();  public static final byte[] ATTR = "attr".getBytes();  ...    Table table = ...      // instantiate a Table instance    Scan scan = new Scan();  scan.addColumn(CF, ATTR);  scan.setRowPrefixFilter(Bytes.toBytes("row"));  ResultScanner rs = table.getScanner(scan);  try {    for (Result r = rs.next(); r != null; r = rs.next()) {      // process result...    }  } finally {    rs.close();  // always close the ResultScanner!  }

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