数据仓库组件：HBase集群环境搭建和应用案例

本文源码：GitHub || GitEE

一、Hbase简介

1、基础描述

Hadoop原生的特点是解决大规模数据的离线批量处理场景，HDFS具备强大存储能力，但是并没有提供很强的数据查询机制。HBase组件则是基于HDFS文件系统之上提供类似于BigTable服务。

HBase是一种分布式、可扩展、支持海量结构化数据存储的NoSQL数据库。HBase在Hadoop之上提供了类似于Bigtable的能力，基于列存储模式的而不是基于行的模式。存储数据特点：非结构化或者松散的半结构化数据，存储大表自然是需要具备水平扩展的能力，基于服务集群处理海量庞大数据。

2、数据模型

基于Hbase的数据结构的基本描述；

• 表-Table：由行和列组成，列划分为若干个列族；
• 行-Row：行键(Key)作标识，行代表数据对象；
• 列族：列族支持动态扩展，以字符串形式存储；
• 列标识：列族中的数据通过列标识符来定位；
• 单元格：行键，列族，列标识符共同确定一个单元；
• 单元数据：存储在单元里的数据称为单元数据；
• 时间戳：默认基于时间戳来进行版本标识；

HBase的数据模型同关系型数据库很类似，数据存储在一张表中，有行有列。但从HBase的底层物理存储结构看更像是Map（K-V）集合。

• 数据管理是基于列存储的特点；
• 简单的数据模型，内容存储为字符串；
• 没有复杂的表关系，简单的增删查操作；

从整体上看数据模型，HBase是一个稀疏、多维度、排序的映射表，这张表的索引是行键、列族、列限定符和时间戳每个值是一个未经解释的字符串。

二、搭建集群环境

1、解压文件

tar -zxvf hbase-1.3.1-bin.tar.gz

2、配置环境变量

vim /etc/profile

export HBASE_HOME=/opt/hbase-1.3.1
export PATH=$PATH:$HBASE_HOME/bin

source /etc/profile

3、配置：hbase-env

vim /opt/hbase-1.3.1/conf/hbase-env.sh

export JAVA_HOME=/opt/jdk1.8
export HBASE_MANAGES_ZK=false

4、配置：hbase-site

vim /opt/hbase-1.3.1/conf/hbase-site.xml

<configuration>
    <!--HDFS存储-->
	<property>
		<name>hbase.rootdir</name>
		<value>hdfs://hop01:9000/HBase</value>
	</property>
    <!--开启集群-->
	<property>
		<name>hbase.cluster.distributed</name>
		<value>true</value>
	</property>
	<!-- 端口 -->
	<property>
		<name>hbase.master.port</name>
		<value>16000</value>
	</property>
    <!--ZK集群-->
	<property>
		<name>hbase.zookeeper.quorum</name>
	     <value>hop01,hop02,hop03</value>
	</property>
    <!--ZK数据-->
	<property>
		<name>hbase.zookeeper.property.dataDir</name>
	     <value>/data/zookeeper/data/</value>
	</property>
</configuration>

5、配置：regionservers

vim /opt/hbase-1.3.1/conf/regionservers

hop01
hop02
hop03

6、配置：软连接

软连接hadoop配置文件到HBase

ln -s /opt/hadoop2.7/etc/hadoop/core-site.xml /opt/hbase-1.3.1/conf/core-site.xml
ln -s /opt/hadoop2.7/etc/hadoop/hdfs-site.xml /opt/hbase-1.3.1/conf/hdfs-site.xml

7、同步集群服务环境

也可以手动配置集群，或者使用同步命令。

xsync hbase/

8、启动集群

在hop01节点启动即可。

/opt/hbase-1.3.1/bin/start-hbase.sh

启动日志：

hop03: starting regionserver, logging to /opt/hbase-1.3.1/bin/../logs/hbase-root-regionserver-hop03.out
hop02: starting regionserver, logging to /opt/hbase-1.3.1/bin/../logs/hbase-root-regionserver-hop02.out
hop01: starting regionserver, logging to /opt/hbase-1.3.1/bin/../logs/hbase-root-regionserver-hop01.out

9、查看状态

jps

HMaster：主节点
HRegionServer：分区节点

10、停止集群

在hop01节点停止即可。

/opt/hbase-1.3.1/bin/stop-hbase.sh

11、查看界面

http://hop01:16010

三、基础Shell命令

1、切入客户端

/opt/hbase-1.3.1/bin/hbase shell

2、查看表

hbase(main):002:0> list

3、创建表

hbase(main):003:0> create 'user','info'
0 row(s) in 2.7910 seconds
=> Hbase::Table - user

4、查看表结构

hbase(main):010:0> describe 'user'

5、添加数据

put 'user','id01','info:name','tom'
put 'user','id01','info:age','18'
put 'user','id01','info:sex','male'
put 'user','id02','info:name','jack'
put 'user','id02','info:age','20'
put 'user','id02','info:sex','female'

6、查看表数据

hbase(main):010:0> scan 'user'
ROW     COLUMN+CELL
id01    column=info:age, timestamp=1594448524308, value=18
id01    column=info:name, timestamp=1594448513534, value=tom
id01    column=info:sex, timestamp=1594448530817, value=male
id02    column=info:age, timestamp=1594448542631, value=20
id02    column=info:name, timestamp=1594448536520, value=jack
id02    column=info:sex, timestamp=1594448548005, value=female

这些表结构和数据会在集群之间自动同步。

7、查询指定列

hbase(main):012:0> get 'user','id01'
COLUMN      CELL
info:age    timestamp=1594448524308, value=18
info:name   timestamp=1594448513534, value=tom
info:sex    timestamp=1594448530817, value=male

8、统计行数

hbase(main):013:0> count 'user'

9、删除行数据

hbase(main):014:0> deleteall 'user','id02'

10、清空表数据

hbase(main):016:0> truncate 'user'

11、删除表

hbase(main):018:0> disable 'user'
hbase(main):019:0> drop 'user'

四、JDBC基础查询

1、核心依赖

<dependency>
    <groupId>org.apache.hbase</groupId>
    <artifactId>hbase-client</artifactId>
    <version>1.3.1</version>
</dependency>

2、基础配置

这里连接zookeeper集群地址即可。

zookeeper:
  address: 集群地址Url，逗号分隔

编写HBase配置和常用工具方法。

@Component
public class HBaseConfig {

    private static String address;
    private static final Object lock=new Object();
    public static Configuration configuration = null;
    public static ExecutorService executor = null;
    public static Connection connection = null;

    /**
     * 获取连接
     */
    public static Connection getConnection(){
        if(null == connection){
            synchronized (lock) {
                if(null == connection){
                    configuration = new Configuration();
                    configuration.set("hbase.zookeeper.quorum", address);
                    try {
                        executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
                        connection = ConnectionFactory.createConnection(configuration, executor);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
        return connection;
    }

    /**
     * 获取 HBaseAdmin
     */
    public static HBaseAdmin getHBaseAdmin(){
        HBaseAdmin admin = null;
        try{
            admin = (HBaseAdmin)getConnection().getAdmin();
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return admin;
    }
    /**
     * 获取 Table
     */
    public static Table getTable(TableName tableName) {
        Table table = null ;
        try{
            table = getConnection().getTable(tableName);
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return table ;
    }
    /**
     * 关闭资源
     */
    public static void close(HBaseAdmin admin,Table table){
        try {
            if(admin!=null) {
                admin.close();
            }
            if(table!=null) {
                table.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Value("${zookeeper.address}")
    public void setAddress (String address) {
        HBaseConfig.address = address;
    }
}

3、查询案例

查询数据参考上述全表扫描结果：

@RestController
public class HBaseController {

    /**
     * 扫描全表
     */
    @GetMapping("/scanTable")
    public String scanTable () throws Exception {
        Table table = HBaseConfig.getTable(TableName.valueOf("user"));
        try {
            ResultScanner resultScanner = table.getScanner(new Scan());
            for (Result result : resultScanner) {
                printResult(result);
            }
        } finally {
            HBaseConfig.close(null, table);
        }
        return "success";
    }

    /**
     * 根据RowKey扫描
     */
    @GetMapping("/scanRowKey")
    public void scanRowKey() throws Exception {
        String rowKey = "id02";
        Table table = HBaseConfig.getTable(TableName.valueOf("user"));
        try {
            Result result = table.get(new Get(rowKey.getBytes()));
            printResult(result);
        } finally {
            HBaseConfig.close(null, table);
        }
    }

    /**
     * 输出 Result
     */
    private void printResult (Result result){
        NavigableMap<byte[], NavigableMap<byte[], NavigableMap<Long, byte[]>>> map = result.getMap();
        Set<Map.Entry<byte[], NavigableMap<byte[], NavigableMap<Long, byte[]>>>> set = map.entrySet();
        for (Map.Entry<byte[], NavigableMap<byte[], NavigableMap<Long, byte[]>>> entry : set) {
            Set<Map.Entry<byte[], NavigableMap<Long, byte[]>>> entrySet = entry.getValue().entrySet();
            for (Map.Entry<byte[], NavigableMap<Long, byte[]>> entry2 : entrySet) {
                System.out.print(new String(result.getRow()));
                System.out.print("\t");
                System.out.print(new String(entry.getKey()));
                System.out.print(":");
                System.out.print(new String(entry2.getKey()));
                System.out.print(" value = ");
                System.out.println(new String(entry2.getValue().firstEntry().getValue()));
            }
        }
    }
}

五、源代码地址

GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile/big-data-parent
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile/big-data-parent

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