hbase表的写入

hbase列式存储给我们画了一个很美好的大饼，好像有了它，很多问题都可以轻易解决。但在实际的使用过程当中，你会发现没有那么简单，至少一些通用的准则要遵守，还需要根据业务的实际特点进行集群的参数调整，不是一个一蹴而就的过程。

以下主要从写入方面进行一些总结，为自己以后的使用打好基础。

1.rowkey

作为hbase的天然唯一索引，很多时候我们从查询的角度进行设计，使其更满足我们查询的需要。但查的前提是数据要已经在库里，如果是离线导入，可能还好，对于实时写入hbase表来说，如果rowkey设计的不够散列，就无法保证表持续的良好的可用性。至于在读和写之间怎么进行权衡，那就又需要根据具体的业务和约束进行权衡了。

2.预分区

如果说rowkey的散列充分表达了在不同regionserver上分布的诉求，那么根据散列规则的预分区就是实现这种诉求的必备一环。一般而言，根据集群规模，可以进行足够的预分区，比如有100个regionserver节点，那么100个region的预分区或许就是不错的选择。

但是预分区也不能解决所有问题，假设rowkey足够分散，能够均匀分布到预分区上去，也很难保证预分的region不会在分裂，自然分裂的region会演化到什么情况，就需要密切关注了。

3.手工split

如上所言，假如一个自然分裂的region在后续的膨胀过程中越来越大，以至于成为一个热点，那么就需要监控到这种情况，进而及时进行干预，进行手工拆分，这样才能均匀对Region的请求，使不至于有热点的出现。手工split的时候，务必要关闭自动balance。

4.表的压缩

说起大数据，好像存储资源便无穷无尽。实际上，数据来的往往更加凶猛。所以建表时指定压缩格式，应该也是最佳实践之一。至于是lzo还是snappy，可以根据情况选择，前者压缩比更高，对cpu的消耗也相对多一些。

5.jvm的内存参数

一般都会建议设置regionserver的jvm参数，使其不至于频繁gc。在足够的内存设置的前提下，新生代的内存和老年代的内存之比按官方推荐的3/5也是不错的选择。

6.集群的部署

往往很少人会注意到这个，对于我们现在而言，150个节点完全可以放在同一个网段内，在同一个网关下。如果节点没有那么多，但还是分布在不同的网段中，网络的延迟往往会难以察觉。当然，对于大型集群而言，一个网段无法承载，那么就需要在交换机上考虑到带宽等因素。

7.autoFlush

这个是最不应该被忘掉的一点，即关闭autoFlush，并且将缓存区根据需求进行调节，默认比如2M，可以进一步调大到6M。

以下是一些集群参数的调优，供参考：

• HBase Server 线程唤醒步骤 (hbase.server.thread.wakefrequency)：该值决定了Hbase Memstore刷新的检测频率，该值默认值为10s，在数据高峰时，每秒写入的数据达到20M左右，调整该值到5s，来帮助尽量使得MemStore的值不超过128M。
• RegionServer 中所有 Memstore 的最大大小 (hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit)：该值是小数形式的百分比，默认为0.4，该值与Hfile缓存块大小的总和不能超过0.8，不然会造成HBase启动失败，其目的是为了在Memstore占用的内存达到Java堆栈的该百分比时强制执行刷新数据到磁盘的操作，这里我们将Memstore的百分比设置为0.5，目的是为了尽量避免强制刷新。还有一个最小大小的值(hbase.regionserver.global.memstore.lowerLimit)为0.38，表示要刷新到0.38才结束刷新，未做修改，后续可以调整。
• HFile 块缓存大小 (hfile.block.cache.size)： 该值默认值为0.4，调整为0表示Hbase的磁盘写入不使用内存缓存，测试发现调整为0后性能有一定的退化，尤其是在数据刷新操作的过程中消耗的时间有所上升，这里我们把该值调整为0.3(因为hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit已改为了0.5)。
• HStore 阻塞存储文件 (hbase.hstore.blockingStoreFiles)：该值默认为10，如在任意 HStore 中有超过此数量的 HStoreFiles，则会阻止对此 HRegion 的更新，直到完成压缩或直到超过为 'hbase.hstore.blockingWaitTime' 指定的值。将该值改大到100，就是为了减少cycle图中的第9步。

zookeeper.session.timeout
默认值：3分钟（180000ms）
说明：RegionServer与Zookeeper间的连接超时时间。当超时时间到后，ReigonServer会 被Zookeeper从RS集群清单中移除，HMaster收到移除通知后，会对这台server负责的regions重新balance，让其他存活的 RegionServer接管.
调优：
这个timeout决定了RegionServer是否能够及时的failover。设置成1分钟或更低，可以减少因等待超时而被延长的failover时间。
不过需要注意的是，对于一些Online应用，RegionServer的宕机到恢复时间本身就很短的（网络闪断，crash等故障，运维可快速介入）， 如果调低timeout时间，会得不偿失。因为当ReigonServer被正式从RS集群中移除时，HMaster就开始做balance了，当故障的 RS快速恢复后，这个balance动作是毫无意义的，反而会使负载不均匀，给RS带来更多负担。

hbase.regionserver.handler.count
默认值：10
说明：RegionServer的请求处理IO线程数。
调优：
这个参数的调优与内存息息相关。
较少的IO线程，适用于处理单次请求内存消耗较高的Big PUT场景（大容量单次PUT或设置了较大cache的scan，均属于Big PUT）或ReigonServer的内存比较紧张的场景。
较多的IO线程，适用于单次请求内存消耗低，TPS要求非常高的场景。
这里需要注意的是如果server的region数量很少，大量的请求都落在一个region上，因快速充满memstore触发flush导致的读写锁会影响全局TPS，不是IO线程数越高越好。
压测时，开启Enabling RPC-level logging，可以同时监控每次请求的内存消耗和GC的状况，最后通过多次压测结果来合理调节IO线程数。
这里是一个案例 Hadoop and HBase Optimization for Read Intensive Search Applications，作者在SSD的机器上设置IO线程数为100，仅供参考。

hbase.hregion.max.filesize
默认值：256M
说明：在当前ReigonServer上单个Reigon的大小，单个Region超过指定值时，这个Region会被自动split成更小的region。
调优：
小region对split和compaction友好，因为拆分region或compact小region里的storefile速度很快，内存占用低。缺点是split和compaction会很频繁。
特别是数量较多的小region不停地split, compaction，会使响应时间波动很大，region数量太多不仅给管理上带来麻烦，甚至引发一些Hbase的bug。
一般512以下的都算小region。

大region，则不太适合经常split和compaction，因为做一次compact和split会产生较长时间的停顿，对应用的读写性能冲击非常大。此外，大region意味着较大的storefile，compaction时对内存也是一个挑战。
当然，大region还是有其用武之地，你只要在某个访问量低峰的时间点统一做compact和split，大region就可以发挥优势了，毕竟它能保证绝大多数时间平稳的读写性能。

既然split和compaction如此影响性能，有没有办法去掉？
compaction是无法避免的，split倒是可以从自动调整为手动。
只要通过将这个参数值调大到某个很难达到的值，比如100G，就可以间接禁用自动split（RegionServer不会对未到达100G的region做split）。
再配合RegionSplitter这个工具，在需要split时，手动split。
手动split在灵活性和稳定性上比起自动split要高很多，相反，管理成本增加不多，比较推荐online实时系统使用。

内存方面，小region在设置memstore的大小值上比较灵活，大region则过大过小都不行，过大会导致flush时app的IO wait增高，过小则因store file过多读性能降低。

hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit/lowerLimit

默认值：0.4/0.35
upperlimit说明：hbase.hregion.memstore.flush.size 这个参数的作用是 当单个memstore达到指定值时，flush该memstore。但是，一台ReigonServer可能有成百上千个memstore，每个 memstore也许未达到flush.size，jvm的heap就不够用了。该参数就是为了限制memstores占用的总内存。
当ReigonServer内所有的memstore所占用的内存综合达到heap的40%时，HBase会强制block所有的更新并flush这些memstore以释放所有memstore占用的内存。
lowerLimit说明： 同upperLimit，只不过当全局memstore的内存达到35%时，它不会flush所有的memstore，它会找一些内存占用较大的 memstore，个别flush，当然更新还是会被block。lowerLimit算是一个在全局flush前的补救措施。可以想象一下，如果 memstore需要在一段时间内全部flush，且这段时间内无法接受写请求，对HBase集群的性能影响是很大的。
调优：这是一个Heap内存保护参数，默认值已经能适用大多数场景。它的调整一般是为了配合某些专属优化，比如读密集型应用，将读缓存开大，降低该值，腾出更多内存给其他模块使用。
这个参数会给使用者带来什么影响？
比如，10G内存，100个region，每个memstore 64M，假设每个region只有一个memstore，那么当100个memstore平均占用到50%左右时，就会达到lowerLimit的限制。 假设此时，其他memstore同样有很多的写请求进来。在那些大的region未flush完，就可能又超过了upperlimit，则所有 region都会被block，开始触发全局flush。

hfile.block.cache.size

默认值：0.2
说明：storefile的读缓存占用Heap的大小百分比，0.2表示20%。该值直接影响数据读的性能。
调优：当然是越大越好，如果读比写少，开到0.4-0.5也没问题。如果读写较均衡，0.3左右。如果写比读多，果断 默认吧。设置这个值的时候，你同时要参考 hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit ，该值是 memstore占heap的最大百分比，两个参数一个影响读，一个影响写。如果两值加起来超过80-90%，会有OOM的风险，谨慎设置。

hbase.hstore.blockingStoreFiles

默认值：7
说明：在compaction时，如果一个Store（Coulmn Family）内有超过7个storefile需要合并，则block所有的写请求，进行flush，限制storefile数量增长过快。
调优：block请求会影响当前region的读写性能，将值设为单个region可以支撑的最大store file数量会是个不错的选择。最大storefile数量可通过region size/memstore size来计算。如果你将region size设为无限大，那么你需要预估一个region可能产生的最大storefile数。

hbase.hregion.memstore.block.multiplier

默认值：2
说明：当一个region里的memstore超过单个memstore.size两倍的大小时，block该 region的所有请求，进行flush，释放内存。虽然我们设置了memstore的总大小，比如64M，但想象一下，在最后63.9M的时候，我 Put了一个100M的数据或写请求量暴增，最后一秒钟put了1万次，此时memstore的大小会瞬间暴涨到超过预期的memstore.size。 这个参数的作用是当memstore的大小增至超过memstore.size时，block所有请求，遏制风险进一步扩大。
调优： 这个参数的默认值还是比较靠谱的。如果你预估你的正常应用场景（不包括异常）不会出现突发写或写的量可控，那么保持默认值即可。如果正常情况下，你的写量 就会经常暴增，那么你应该调大这个倍数并调整其他参数值，比如hfile.block.cache.size和 hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit/lowerLimit，以预留更多内存，防止HBase server OOM。

不要在一张表里定义太多的Column Family

Hbase目前不能良好的处理超过2-3个CF的表。因为某个CF在flush发生时，它邻近的CF也会因关联效应被触发flush，最终导致系统产生很多IO。

批量导入

在批量导入数据到Hbase前，你可以通过预先创建region，来平衡数据的负载。详见 Table Creation: Pre-Creating Regions

Hbase客户端优化

AutoFlush

将HTable的setAutoFlush设为false，可以支持客户端批量更新。即当Put填满客户端flush缓存时，才发送到服务端。
默认是true。

Scan Caching

scanner一次缓存多少数据来scan（从服务端一次抓多少数据回来scan）。
默认值是 1，一次只取一条。

Scan Attribute Selection

scan时建议指定需要的Column Family，减少通信量，否则scan默认会返回整个row的所有数据（所有Coulmn Family）。

Close ResultScanners

通过scan取完数据后，记得要关闭ResultScanner，否则RegionServer可能会出现问题。

Optimal Loading of Row Keys

当你scan一张表的时候，返回结果只需要row key（不需要CF, qualifier,values,timestaps）时，你可以在scan实例中添加一个filterList，并设置 MUST_PASS_ALL操作，filterList中add FirstKeyOnlyFilter或KeyOnlyFilter。这样可以减少网络通信量。

Turn off WAL on Puts

当Put某些非重要数据时，你可以设置writeToWAL(false)，来进一步提高写性能。writeToWAL(false)会在Put时放弃写WAL log。风险是，当RegionServer宕机时，可能你刚才Put的那些数据会丢失，且无法恢复。

启用Bloom Filter

Bloom Filter通过空间换时间，提高读操作性能。