HBase学习笔记——rowkey

1.Airbnb rowkey设计案例

在Airbnb的rowkey设计案例中,使用了hash法避免了写入热点问题,其中

Event_key标识了一条日志的唯一性,用于将来自Kafka的日志数据进行去重;

Shard_id是将Event_key进行hash(可以参考es的路由哈希算法Hashing.murmur3_128)之后,对Shard_num进行取余后的结果,Shard_num感觉应该是当前hbase表region server的总数,由于airbnb在hbase中存储的是实时日志数据,并开启了Hbase的TTL,所以当前hbase表中的数据总量应该是可预测的,即region server数量不会无限增加

Shard_key应该就是当前业务的region_start_keys+shard_id,比如当前业务分配的前缀为00000,同时规划了100个table regions给这个业务,即00-99,那么Shard_key的范围就是0000000-0000099

rowkey就是Shard_key.Event_key,比如0000000.air_events.canaryevent.016230-a3db-434e

参考:

Reliable and Scalable Data Ingestion at Airbnb

Apache HBase at Airbnb

Airbnb软件工程师丁辰 - Airbnb的Streaming ETL

2.rowkey设计原则

1.rowkey长度原则:rowkey是一个二进制码流,可以是任意字符串,最大长度 64kb ,实际应用中一般为10-100bytes,以 byte[] 形式保存,一般设计成定长。

建议越短越好,不要超过16个字节,原因如下:

  1. 数据的持久化文件HFile中是按照KeyValue存储的,如果rowkey过长,比如超过100字节,1000w行数据,光rowkey就要占用100*1000w=10亿个字节,将近1G数据,这样会极大影响HFile的存储效率;

  2. MemStore将缓存部分数据到内存,如果rowkey字段过长,内存的有效利用率就会降低,系统不能缓存更多的数据,这样会降低检索效率。

  3. 目前操作系统都是64位系统,内存8字节对齐,控制在16个字节,8字节的整数倍利用了操作系统的最佳特性。

2.rowkey散列原则:如果rowkey按照时间戳的方式递增,不要将时间放在二进制码的前面,建议将rowkey的高位作为散列字段,由程序随机生成,低位放时间字段,这样将提高数据均衡分布在每个RegionServer,以实现负载均衡的几率。

如果没有散列字段,首字段直接是时间信息,所有的数据都会集中在一个RegionServer上,这样在数据检索的时候负载会集中在个别的RegionServer上,造成热点问题,会降低查询效率。

3.rowkey唯一原则:必须在设计上保证其唯一性,rowkey是按照字典顺序排序存储的,因此,设计rowkey的时候,要充分利用这个排序的特点,将经常读取的数据存储到一块,将最近可能会被访问的数据放到一块。

3.热点问题

  HBase中的行是按照rowkey的字典顺序排序的,这种设计优化了scan操作,可以将相关的行以及会被一起读取的行存取在临近位置,便于scan。然而糟糕的rowkey设计是热点的源头。

  热点发生在大量的client直接访问集群的一个或极少数个节点(访问可能是读,写或者其他操作)。大量访问会使热点region所在的单个机器超出自身承受能力,引起性能下降甚至region不可用,这也会影响同一个RegionServer上的其他region,由于主机无法服务其他region的请求。

        设计良好的数据访问模式以使集群被充分,均衡的利用。为了避免写热点,设计rowkey使得不同行在同一个region,但是在更多数据情况下,数据应该被写入集群的多个region,而不是一个。下面是一些常见的避免热点的方法以及它们的优缺点:

1.加盐

        这里所说的加盐不是密码学中的加盐,而是在rowkey的前面增加随机数,具体就是给rowkey分配一个随机前缀以使得它和之前的rowkey的开头不同。分配的前缀种类数量应该和你想使用数据分散到不同的region的数量一致。加盐之后的rowkey就会根据随机生成的前缀分散到各个region上,以避免热点。

2.哈希

        哈希会使同一行永远用一个前缀加盐。哈希也可以使负载分散到整个集群,但是读却是可以预测的。使用确定的哈希可以让客户端重构完整的rowkey,可以使用get操作准确获取某一个行数据。

3.反转

第三种防止热点的方法时反转固定长度或者数字格式的rowkey。这样可以使得rowkey中经常改变的部分(最没有意义的部分)放在前面。这样可以有效的随机rowkey,但是牺牲了rowkey的有序性。

反转rowkey的例子以手机号为rowkey,可以将手机号反转后的字符串作为rowkey,这样的就避免了以手机号那样比较固定开头导致热点问题

4.时间戳反转

        一个常见的数据处理问题是快速获取数据的最近版本,使用反转的时间戳作为rowkey的一部分对这个问题十分有用,可以用 Long.Max_Value - timestamp 追加到key的末尾,例如 [key][reverse_timestamp] , [key] 的最新值可以通过scan [key]获得[key]的第一条记录,因为HBase中rowkey是有序的,第一条记录是最后录入的数据。

4.其他一些建议

        尽量减少行键和列族的大小。在HBase中,value永远和它的key一起传输的。当具体的值在系统间传输时,它的rowkey,列名,时间戳也会一起传输。如果你的rowkey和列名很大,这个时候它们将会占用大量的存储空间。

        列族尽可能越短越好,最好是一个字符。

        冗长的属性名虽然可读性好,但是更短的属性名存储在HBase中会更好。

转自:HBase的rowKey设计技巧

posted @ 2021-01-21 10:48  tonglin0325  阅读(276)  评论(0编辑  收藏  举报