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MapReduce和Spark读取HBase快照表

转载 作者:我是一只小鸟 更新时间:2023-09-30 23:01:59 33 4
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1.概述

随着大数据技术的不断发展,处理海量数据的需求变得愈发迫切。MapReduce作为一种分布式计算模型,为处理大规模数据提供了有效的解决方案。在这篇博客中,我们将探讨如何使用MapReduce框架读取快照表(Snapshot Table)的数据。快照表是一种记录某一时刻系统状态的表格,通过MapReduce读取,可以有效地进行数据分析和处理.

2.内容

HBase的快照表提供了一种机制,允许用户在不中断正在进行的写操作的情况下,对表的状态进行快照,并在之后的时间点恢复到这个快照状态。快照表在以下方面发挥着关键的作用:

  • 备份和还原: 允许用户创建表的快照,以应对数据误删除或损坏的情况。通过还原到先前的快照状态,可以方便地进行数据修复。
  • 版本控制: 提供了一种历史版本的管理机制,使得用户可以在需要时回溯到先前的表状态。这对于数据历史记录和分析非常有用。
  • 测试和开发: 在开发和测试环境中,快照表使得可以在不影响生产环境的情况下创建和还原测试数据。

2.1 创建快照表

HBase快照表的实现是建立在HBase的架构之上的,主要涉及以下几个关键步骤:

1.创建快照

用户可以通过HBase Shell或HBase API创建表的快照。创建快照时,HBase会记录当前表的状态,并生成一个标识符.

                          hbase> snapshot 
                          
                            '
                          
                          
                            mytable
                          
                          
                            '
                          
                          , 
                          
                            '
                          
                          
                            snapshot1
                          
                          
                            '
                          
                        

2.还原快照

用户可以使用已创建的快照标识符来还原表的状态。在还原的过程中,HBase会回滚表的状态到快照的时间点.

                          hbase> disable 
                          
                            '
                          
                          
                            mytable
                          
                          
                            '
                          
                          
                            
hbase
                          
                          > restore_snapshot 
                          
                            '
                          
                          
                            snapshot1
                          
                          
                            '
                          
                          
                            
hbase
                          
                          > enable 
                          
                            '
                          
                          
                            mytable
                          
                          
                            '
                          
                        

3.查看和删除快照

用户可以查看系统中存在的快照列表,并在不需要的时候删除快照.

                          hbase>
                          
                             list_snapshots
hbase
                          
                          > delete_snapshot 
                          
                            '
                          
                          
                            snapshot1
                          
                          
                            '
                          
                        

4.快照的存储

HBase会将快照存储在HDFS上,确保持久性和可靠性。这意味着快照不会受到HBase的单点故障的影响.

5.分布式一致性

HBase快照的实现考虑到了分布式环境下的一致性和原子性。在创建和还原快照的过程中,HBase确保所有Region Server都能够参与操作,以保证数据的一致性.

3.HBase Scan

HBase的Scan和Get操作在数据获取方式上存在显著的区别,前者是串行获取数据,而后者则采用并行方式。这种不同的处理方式可能让人感到有些出乎意料,让我们深入了解这其中的原因.

Scan操作在HBase中有四种模式:scan、snapScan、scanMR和snapshotscanMR。前两者采用串行方式,而后两者则运用MapReduce机制,其中SnapshotScanMR性能最为出众.

首先,我们需要理解什么是快照(snapshot)。快照是HBase数据表元数据的一个静态快照,注意,这里并不包括数据本身。在HBase中,数据的存储由HDFS管理,和关系型数据库类似,但不同之处在于一旦数据写入,就不再修改。更新和删除等操作并不是直接修改HFile,而是填充墓碑文件。因此,快照具有很高的价值,例如,可以快速创建一个HBase表的副本,仅拷贝表结构,重用原始表的HDFS数据.

上述提到的快照在Scan操作中也有一定的应用场景,尤其是在SnapshotScan和SnapshotScanMR模式中。需要注意的是,在MapReduce中,Scan模式不再是最开始提到的串行查询,而是采用并行查询机制,底层是通过MapReduce实现的,因此性能更高,尤其是在多个Region的查询场景下.

HBase Scan查询实现步骤如下:

  • 业务通过HBase Client进行调用,首先检查缓存是否存在数据,如果有则直接返回数据。
  • 如果缓存中没有数据,将向RegionServer发送请求,继续获取下一批记录。
  • 服务器端接收到next请求后,通过查询BlockCache、HFile、Memstore的流程逐行返回数据。

这种API每次返回少量条(比如200条)的调用模式旨在减轻网络资源和HBase客户端端内存的压力。因此,从实现上来看,scanAPI更适合处理少量数据的场景.

对于处理海量数据的查询,我们需要考虑使用上文提到的MapReduce(MR)框架。MR框架分为两种主要类型:TableScanMR(对应的处理类:TableMapReduceUtil.initTableMapperJob)和SnapshotScanMR(对应处理类:TableMapReduceUtil.initSnapshotMapperJob)。下面的两张图展示了它们在架构上的差异:

  • TableScanMR : 该类型适用于对HBase表进行大规模的扫描和查询。通过TableMapReduceUtil.initTableMapperJob初始化Mapper任务,可以在整个表上并行处理数据。
  • SnapshotScanMR : 与TableScanMR不同,SnapshotScanMR主要用于对HBase快照表的处理。通过TableMapReduceUtil.initSnapshotMapperJob初始化Mapper任务,能够在HBase快照上并行执行查询操作。

这两种MR框架的选择取决于具体的业务需求和数据规模。在处理海量数据时,MR框架的分布式计算和并行处理能力能够充分发挥,提高处理效率.

  。

可以观察到,两种模式都采用了在客户端通过多线程方式进行并行处理的方法。然而,SnapshotScanMR与TableScanMR相比,不再直接与Region Server进行交互,而是直接在客户端和HDFS之间进行交互。这样的设计有一些优势,例如减轻了Region Server的负担。但值得注意的是,在使用SnapshotScanMR之前,需要在客户端和Region Server之间进行一次交互,以获取snapshot的信息,即HBase的元数据信息,包括表结构和HDFS存储信息。这使得可以跳过Region Server,直接与HDFS地址进行交互.

然而,snapshot也有一些缺点。首先,实时性较差,可能最近的一些数据修改并未在snapshot中体现。这可能导致读取到一些脏数据,即已被删除或更新的数据仍然存在,只是在墓碑记录中。当然,如果经过合并(merge)后,这些脏数据会被清理。其次,由于snapshot是一种静态的快照,可能无法读取到一些最新的数据.

总体而言,SnapshotScanMR的设计优势在于减轻了Region Server的负担,但需要在性能和实时性之间做出权衡。在选择使用SnapshotScanMR时,必须充分了解数据的更新和删除情况,以确保得到准确的查询结果.

3.代码实现

在MapReduce中扫描HBase快照表的代码实现主要涉及Mapper的编写,以及MapReduce作业的配置。以下是一个简单的示例,演示了如何使用MapReduce扫描HBase快照表:

                          
                            import
                          
                          
                             org.apache.hadoop.conf.Configuration;

                          
                          
                            import
                          
                          
                             org.apache.hadoop.conf.Configured;

                          
                          
                            import
                          
                          
                             org.apache.hadoop.fs.Path;

                          
                          
                            import
                          
                          
                             org.apache.hadoop.hbase.Cell;

                          
                          
                            import
                          
                          
                             org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;

                          
                          
                            import
                          
                          
                             org.apache.hadoop.hbase.HConstants;

                          
                          
                            import
                          
                          
                             org.apache.hadoop.hbase.KeyValue;

                          
                          
                            import
                          
                           org.apache.hadoop.hbase.client.*
                          
                            ;

                          
                          
                            import
                          
                          
                             org.apache.hadoop.hbase.io.ImmutableBytesWritable;

                          
                          
                            import
                          
                          
                             org.apache.hadoop.hbase.mapreduce.TableMapReduceUtil;

                          
                          
                            import
                          
                          
                             org.apache.hadoop.hbase.mapreduce.TableSnapshotInputFormat;

                          
                          
                            import
                          
                          
                             org.apache.hadoop.hbase.util.Bytes;

                          
                          
                            import
                          
                          
                             org.apache.hadoop.io.NullWritable;

                          
                          
                            import
                          
                          
                             org.apache.hadoop.io.Text;

                          
                          
                            import
                          
                          
                             org.apache.hadoop.mapreduce.Job;

                          
                          
                            import
                          
                          
                             org.apache.hadoop.mapreduce.Mapper;

                          
                          
                            import
                          
                          
                             org.apache.hadoop.util.Tool;

                          
                          
                            import
                          
                          
                             org.apache.hadoop.util.ToolRunner;


                          
                          
                            import
                          
                          
                             java.io.IOException;


                          
                          
                            public
                          
                          
                            class
                          
                           HBaseSnapshotScanMR 
                          
                            extends
                          
                           Configured 
                          
                            implements
                          
                          
                             Tool {

    
                          
                          
                            public
                          
                          
                            static
                          
                          
                            class
                          
                           HBaseSnapshotMapper 
                          
                            extends
                          
                           Mapper<ImmutableBytesWritable, Result, NullWritable, Text>
                          
                             {

        @Override
        
                          
                          
                            protected
                          
                          
                            void
                          
                           map(ImmutableBytesWritable key, Result value, Context context) 
                          
                            throws
                          
                          
                             IOException, InterruptedException {
            
                          
                          
                            //
                          
                          
                             处理每一行的数据,这里简单地将每行数据输出到MapReduce的输出
                          
                          
            StringBuilder output = 
                          
                            new
                          
                          
                             StringBuilder();
            
                          
                          
                            for
                          
                          
                             (Cell cell : value.rawCells()) {
                output.append(Bytes.toString(CellUtil.cloneValue(cell))).append(
                          
                          ","
                          
                            );
            }

            context.write(NullWritable.get(), 
                          
                          
                            new
                          
                          
                             Text(output.toString()));
        }
    }

    @Override
    
                          
                          
                            public
                          
                          
                            int
                          
                           run(String[] args) 
                          
                            throws
                          
                          
                             Exception {
        Configuration conf 
                          
                          =
                          
                             getConf();

        
                          
                          
                            //
                          
                          
                             HBase配置
                          
                          
        Configuration hbaseConf =
                          
                             HBaseConfiguration.create(conf);
        hbaseConf.set(TableInputFormat.SCAN, TableMapReduceUtil.convertScanToString(
                          
                          
                            new
                          
                          
                             Scan()));

        
                          
                          
                            //
                          
                          
                             MapReduce作业配置
                          
                          
        Job job = Job.getInstance(conf, "HBaseSnapshotScanMR"
                          
                            );
        job.setJarByClass(getClass());

        
                          
                          
                            //
                          
                          
                             设置HBase快照输入格式
                          
                          
        TableMapReduceUtil.initTableSnapshotInput(job, args[0], 
                          
                            new
                          
                           Path(args[1
                          
                            ]), HConstants.HBASE_DIR);

        
                          
                          
                            //
                          
                          
                             Mapper和Reducer配置
                          
                          
        job.setMapperClass(HBaseSnapshotMapper.
                          
                            class
                          
                          
                            );
        job.setOutputKeyClass(NullWritable.
                          
                          
                            class
                          
                          
                            );
        job.setOutputValueClass(Text.
                          
                          
                            class
                          
                          
                            );

        
                          
                          
                            //
                          
                          
                             提交作业
                          
                          
                            return
                          
                           job.waitForCompletion(
                          
                            true
                          
                          ) ? 0 : 1
                          
                            ;
    }

    
                          
                          
                            public
                          
                          
                            static
                          
                          
                            void
                          
                           main(String[] args) 
                          
                            throws
                          
                          
                             Exception {
        
                          
                          
                            int
                          
                           exitCode = ToolRunner.run(
                          
                            new
                          
                          
                             HBaseSnapshotScanMR(), args);
        System.exit(exitCode);
    }
}
                          
                        

在这个例子中:

  • HBaseSnapshotMapper 类是 Mapper 的具体实现,负责处理每一行的数据,这里简单地将每行数据输出为文本。
  • HBaseSnapshotScanMR 类实现了 Tool 接口,用于配置和运行 MapReduce 作业。
  • 在 run 方法中,配置了 HBase 快照的输入格式,设置了 Mapper 类、输出键值类型等信息。
  • main 方法调用 ToolRunner.run 运行 MapReduce 作业。

运行这个作业时,需要提供两个参数:HBase 表的名称和快照的名称。例如:

                          hadoop jar HBaseSnapshotScanMR.jar HBaseSnapshotScanMR tableName snapshotName outputDir
                        

4.总结

1.注意事项

  • 确保HBase中的快照表存在,且其中包含所需的数据。
  • 对Mapper和Reducer进行适当的配置,以满足具体的业务需求。
  • 在处理大规模数据时,调整Hadoop和MapReduce的配置参数以提高性能。

2.适用场景

  • 扫描HBase快照表适用于需要处理历史数据、数据版本控制以及数据备份与还原的场景。
  • 使用MapReduce进行处理可以充分发挥Hadoop分布式计算的优势,实现并行化和分布式处理。

总体而言,MapReduce扫描HBase快照表是一种强大的数据处理方法,能够有效处理大规模数据集,提供了分布式计算的优势,同时充分利用了HBase的快照功能来处理历史数据.

5.结束语

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最后此篇关于MapReduce和Spark读取HBase快照表的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于MapReduce和Spark读取HBase快照表的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。

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