HBase 系列（十）—— HBase 的 SQL 中间层 Phoenix

一、Phoenix简介

Phoenix 是 HBase 的开源 SQL 中间层，它允许你使用标准 JDBC 的方式来操作 HBase 上的数据。在 Phoenix 之前，如果你要访问 HBase，只能调用它的 Java API，但相比于使用一行 SQL 就能实现数据查询，HBase 的 API 还是过于复杂。Phoenix 的理念是 we put sql SQL back in NOSQL，即你可以使用标准的 SQL 就能完成对 HBase 上数据的操作。同时这也意味着你可以通过集成 Spring Data JPA 或 Mybatis 等常用的持久层框架来操作 HBase。

其次 Phoenix 的性能表现也非常优异，Phoenix 查询引擎会将 SQL 查询转换为一个或多个 HBase Scan，通过并行执行来生成标准的 JDBC 结果集。它通过直接使用 HBase API 以及协处理器和自定义过滤器，可以为小型数据查询提供毫秒级的性能，为千万行数据的查询提供秒级的性能。同时 Phoenix 还拥有二级索引等 HBase 不具备的特性，因为以上的优点，所以 Phoenix 成为了 HBase 最优秀的 SQL 中间层。

二、Phoenix安装

我们可以按照官方安装说明进行安装，官方说明如下：

• download and expand our installation tar
• copy the phoenix server jar that is compatible with your HBase installation into the lib directory of every region server
• restart the region servers
• add the phoenix client jar to the classpath of your HBase client
• download and setup SQuirrel as your SQL client so you can issue adhoc SQL against your HBase cluster

2.1 下载并解压

官方针对 Apache 版本和 CDH 版本的 HBase 均提供了安装包，按需下载即可。官方下载地址: http://phoenix.apache.org/download.html

# 下载
wget http://mirror.bit.edu.cn/apache/phoenix/apache-phoenix-4.14.0-cdh5.14.2/bin/apache-phoenix-4.14.0-cdh5.14.2-bin.tar.gz
# 解压
tar tar apache-phoenix-4.14.0-cdh5.14.2-bin.tar.gz

2.2 拷贝Jar包

按照官方文档的说明，需要将 phoenix server jar 添加到所有 Region Servers 的安装目录的 lib 目录下。

这里由于我搭建的是 HBase 伪集群，所以只需要拷贝到当前机器的 HBase 的 lib 目录下。如果是真实集群，则使用 scp 命令分发到所有 Region Servers 机器上。

cp /usr/app/apache-phoenix-4.14.0-cdh5.14.2-bin/phoenix-4.14.0-cdh5.14.2-server.jar /usr/app/hbase-1.2.0-cdh5.15.2/lib

2.3 重启 Region Servers

# 停止Hbase
stop-hbase.sh
# 启动Hbase
start-hbase.sh

2.4 启动Phoenix

在 Phoenix 解压目录下的 bin 目录下执行如下命令，需要指定 Zookeeper 的地址：

• 如果 HBase 采用 Standalone 模式或者伪集群模式搭建，则默认采用内置的 Zookeeper 服务，端口为 2181；
• 如果是 HBase 是集群模式并采用外置的 Zookeeper 集群，则按照自己的实际情况进行指定。

# ./sqlline.py hadoop001:2181

2.5 启动结果

启动后则进入了 Phoenix 交互式 SQL 命令行，可以使用 !table 或 !tables 查看当前所有表的信息

三、Phoenix 简单使用

3.1 创建表

CREATE TABLE IF NOT EXISTS us_population (
      state CHAR(2) NOT NULL,
      city VARCHAR NOT NULL,
      population BIGINT
      CONSTRAINT my_pk PRIMARY KEY (state, city));

新建的表会按照特定的规则转换为 HBase 上的表，关于表的信息，可以通过 Hbase Web UI 进行查看：

3.2 插入数据

Phoenix 中插入数据采用的是 UPSERT 而不是 INSERT,因为 Phoenix 并没有更新操作，插入相同主键的数据就视为更新，所以 UPSERT 就相当于 UPDATE+INSERT

UPSERT INTO us_population VALUES('NY','New York',8143197);
UPSERT INTO us_population VALUES('CA','Los Angeles',3844829);
UPSERT INTO us_population VALUES('IL','Chicago',2842518);
UPSERT INTO us_population VALUES('TX','Houston',2016582);
UPSERT INTO us_population VALUES('PA','Philadelphia',1463281);
UPSERT INTO us_population VALUES('AZ','Phoenix',1461575);
UPSERT INTO us_population VALUES('TX','San Antonio',1256509);
UPSERT INTO us_population VALUES('CA','San Diego',1255540);
UPSERT INTO us_population VALUES('TX','Dallas',1213825);
UPSERT INTO us_population VALUES('CA','San Jose',912332);

3.3 修改数据

-- 插入主键相同的数据就视为更新
UPSERT INTO us_population VALUES('NY','New York',999999);

3.4 删除数据

DELETE FROM us_population WHERE city='Dallas';

3.5 查询数据

SELECT state as "州",count(city) as "市",sum(population) as "热度"
FROM us_population
GROUP BY state
ORDER BY sum(population) DESC;

3.6 退出命令

!quit

3.7 扩展

从上面的操作中可以看出，Phoenix 支持大多数标准的 SQL 语法。关于 Phoenix 支持的语法、数据类型、函数、序列等详细信息，因为涉及内容很多，可以参考其官方文档，官方文档上有详细的说明：

• 语法 (Grammar) ：https://phoenix.apache.org/language/index.html

• 函数 (Functions) ：http://phoenix.apache.org/language/functions.html

• 数据类型 (Datatypes) ：http://phoenix.apache.org/language/datatypes.html

• 序列 (Sequences) :http://phoenix.apache.org/sequences.html

• 联结查询 (Joins) ：http://phoenix.apache.org/joins.html

四、Phoenix Java API

因为 Phoenix 遵循 JDBC 规范，并提供了对应的数据库驱动 PhoenixDriver，这使得采用 Java 语言对其进行操作的时候，就如同对其他关系型数据库一样，下面给出基本的使用示例。

4.1 引入Phoenix core JAR包

如果是 maven 项目，直接在 maven 中央仓库找到对应的版本，导入依赖即可：

 <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.phoenix/phoenix-core -->
    <dependency>
      <groupId>org.apache.phoenix</groupId>
      <artifactId>phoenix-core</artifactId>
      <version>4.14.0-cdh5.14.2</version>
    </dependency>

如果是普通项目，则可以从 Phoenix 解压目录下找到对应的 JAR 包，然后手动引入：

4.2 简单的Java API实例

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;

public class PhoenixJavaApi {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 加载数据库驱动
        Class.forName("org.apache.phoenix.jdbc.PhoenixDriver");

        /*
         * 指定数据库地址,格式为 jdbc:phoenix:Zookeeper 地址
         * 如果 HBase 采用 Standalone 模式或者伪集群模式搭建，则 HBase 默认使用内置的 Zookeeper，默认端口为 2181
         */
        Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:phoenix:192.168.200.226:2181");

        PreparedStatement statement = connection.prepareStatement("SELECT * FROM us_population");

        ResultSet resultSet = statement.executeQuery();

        while (resultSet.next()) {
            System.out.println(resultSet.getString("city") + " "
                    + resultSet.getInt("population"));
        }

        statement.close();
        connection.close();
    }
}

结果如下：

实际的开发中我们通常都是采用第三方框架来操作数据库，如 mybatis，Hibernate，Spring Data 等。关于 Phoenix 与这些框架的整合步骤参见下一篇文章：Spring/Spring Boot + Mybatis + Phoenix

参考资料

1. http://phoenix.apache.org/

更多大数据系列文章可以参见 GitHub 开源项目： 大数据入门指南