HBase性能优化方法总结(三):读表操作

本文主要是从HBase应用程序设计与开发的角度,总结几种常用的性能优化方法。有关HBase系统配置级别的优化,可参考:淘宝Ken Wu同学的博客

下面是本文总结的第三部分内容:读表操作相关的优化方法。

3. 读表操作

3.1 多HTable并发读

创建多个HTable客户端用于读操作,提高读数据的吞吐量,一个例子:

static final Configuration conf = HBaseConfiguration.create();
static final String table_log_name = “user_log”;
rTableLog = new HTable[tableN];
for (int i = 0; i < tableN; i++) {
rTableLog[i] = new HTable(conf, table_log_name);
rTableLog[i].setScannerCaching(50);
}

3.2 HTable参数设置

3.2.1 Scanner Caching

hbase.client.scanner.caching配置项可以设置HBase scanner一次从服务端抓取的数据条数,默认情况下一次一条。通过将其设置成一个合理的值,可以减少scan过程中next()的时间开销,代价是scanner需要通过客户端的内存来维持这些被cache的行记录。

有三个地方可以进行配置:1)在HBase的conf配置文件中进行配置;2)通过调用HTable.setScannerCaching(int scannerCaching)进行配置;3)通过调用Scan.setCaching(int caching)进行配置。三者的优先级越来越高。

3.2.2 Scan Attribute Selection

scan时指定需要的Column Family,可以减少网络传输数据量,否则默认scan操作会返回整行所有Column Family的数据。

3.2.3 Close ResultScanner

通过scan取完数据后,记得要关闭ResultScanner,否则RegionServer可能会出现问题(对应的Server资源无法释放)。

3.3 批量读

通过调用HTable.get(Get)方法可以根据一个指定的row key获取一行记录,同样HBase提供了另一个方法:通过调用HTable.get(List<Get>)方法可以根据一个指定的row key列表,批量获取多行记录,这样做的好处是批量执行,只需要一次网络I/O开销,这对于对数据实时性要求高而且网络传输RTT高的情景下可能带来明显的性能提升。

3.4 多线程并发读

在客户端开启多个HTable读线程,每个读线程负责通过HTable对象进行get操作。下面是一个多线程并发读取HBase,获取店铺一天内各分钟PV值的例子:

public class DataReaderServer {
//获取店铺一天内各分钟PV值的入口函数
public static ConcurrentHashMap<String, String> getUnitMinutePV(long uid, long startStamp, long endStamp){
long min = startStamp;
int count = (int)((endStamp - startStamp) / (60*1000));
List<String> lst = new ArrayList<String>();
for (int i = 0; i <= count; i++) {
min = startStamp + i * 60 * 1000;
lst.add(uid + "_" + min);
}
return parallelBatchMinutePV(lst);
}
//多线程并发查询,获取分钟PV值
private static ConcurrentHashMap<String, String> parallelBatchMinutePV(List<String> lstKeys){
ConcurrentHashMap<String, String> hashRet = new ConcurrentHashMap<String, String>();
int parallel = 3;
List<List<String>> lstBatchKeys = null;
if (lstKeys.size() < parallel ){
lstBatchKeys = new ArrayList<List<String>>(1);
lstBatchKeys.add(lstKeys);
}
else{
lstBatchKeys = new ArrayList<List<String>>(parallel);
for(int i = 0; i < parallel; i++ ){
List<String> lst = new ArrayList<String>();
lstBatchKeys.add(lst);
}

for(int i = 0 ; i < lstKeys.size() ; i ++ ){
lstBatchKeys.get(i%parallel).add(lstKeys.get(i));
}
}

List<Future< ConcurrentHashMap<String, String> >> futures = new ArrayList<Future< ConcurrentHashMap<String, String> >>(5);

ThreadFactoryBuilder builder = new ThreadFactoryBuilder();
builder.setNameFormat("ParallelBatchQuery");
ThreadFactory factory = builder.build();
ThreadPoolExecutor executor = (ThreadPoolExecutor) Executors.newFixedThreadPool(lstBatchKeys.size(), factory);

for(List<String> keys : lstBatchKeys){
Callable< ConcurrentHashMap<String, String> > callable = new BatchMinutePVCallable(keys);
FutureTask< ConcurrentHashMap<String, String> > future = (FutureTask< ConcurrentHashMap<String, String> >) executor.submit(callable);
futures.add(future);
}
executor.shutdown();

// Wait for all the tasks to finish
try {
boolean stillRunning = !executor.awaitTermination(
5000000, TimeUnit.MILLISECONDS);
if (stillRunning) {
try {
executor.shutdownNow();
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
} catch (InterruptedException e) {
try {
Thread.currentThread().interrupt();
} catch (Exception e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
}

// Look for any exception
for (Future f : futures) {
try {
if(f.get() != null)
{
hashRet.putAll((ConcurrentHashMap<String, String>)f.get());
}
} catch (InterruptedException e) {
try {
Thread.currentThread().interrupt();
} catch (Exception e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}

return hashRet;
}
//一个线程批量查询,获取分钟PV值
protected static ConcurrentHashMap<String, String> getBatchMinutePV(List<String> lstKeys){
ConcurrentHashMap<String, String> hashRet = null;
List<Get> lstGet = new ArrayList<Get>();
String[] splitValue = null;
for (String s : lstKeys) {
splitValue = s.split("_");
long uid = Long.parseLong(splitValue[0]);
long min = Long.parseLong(splitValue[1]);
byte[] key = new byte[16];
Bytes.putLong(key, 0, uid);
Bytes.putLong(key, 8, min);
Get g = new Get(key);
g.addFamily(fp);
lstGet.add(g);
}
Result[] res = null;
try {
res = tableMinutePV[rand.nextInt(tableN)].get(lstGet);
} catch (IOException e1) {
logger.error("tableMinutePV exception, e=" + e1.getStackTrace());
}

if (res != null && res.length > 0) {
hashRet = new ConcurrentHashMap<String, String>(res.length);
for (Result re : res) {
if (re != null && !re.isEmpty()) {
try {
byte[] key = re.getRow();
byte[] value = re.getValue(fp, cp);
if (key != null && value != null) {
hashRet.put(String.valueOf(Bytes.toLong(key,
Bytes.SIZEOF_LONG)), String.valueOf(Bytes
.toLong(value)));
}
} catch (Exception e2) {
logger.error(e2.getStackTrace());
}
}
}
}

return hashRet;
}
}
//调用接口类,实现Callable接口
class BatchMinutePVCallable implements Callable<ConcurrentHashMap<String, String>>{
private List<String> keys;

public BatchMinutePVCallable(List<String> lstKeys ) {
this.keys = lstKeys;
}

public ConcurrentHashMap<String, String> call() throws Exception {
return DataReadServer.getBatchMinutePV(keys);
}
}

3.5 缓存查询结果

对于频繁查询HBase的应用场景,可以考虑在应用程序中做缓存,当有新的查询请求时,首先在缓存中查找,如果存在则直接返回,不再查询HBase;否则对HBase发起读请求查询,然后在应用程序中将查询结果缓存起来。至于缓存的替换策略,可以考虑LRU等常用的策略。

3.6 Blockcache

HBase上Regionserver的内存分为两个部分,一部分作为Memstore,主要用来写;另外一部分作为BlockCache,主要用于读。

写请求会先写入Memstore,Regionserver会给每个region提供一个Memstore,当Memstore满64MB以后,会启动 flush刷新到磁盘。当Memstore的总大小超过限制时(heapsize * hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit * 0.9),会强行启动flush进程,从最大的Memstore开始flush直到低于限制。

读请求先到Memstore中查数据,查不到就到BlockCache中查,再查不到就会到磁盘上读,并把读的结果放入BlockCache。由于BlockCache采用的是LRU策略,因此BlockCache达到上限(heapsize * hfile.block.cache.size * 0.85)后,会启动淘汰机制,淘汰掉最老的一批数据。

一个Regionserver上有一个BlockCache和N个Memstore,它们的大小之和不能大于等于heapsize * 0.8,否则HBase不能启动。默认BlockCache为0.2,而Memstore为0.4。对于注重读响应时间的系统,可以将 BlockCache设大些,比如设置BlockCache=0.4Memstore=0.39,以加大缓存的命中率。

有关BlockCache机制,请参考这里:HBase的Block cacheHBase的blockcache机制hbase中的缓存的计算与使用

posted on 2012-03-08 15:22 大圆那些事 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏

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