《HBase权威指南》读书笔记 第四章：客户端API高级特性

时间：2021-09-20 08:33:59

前面提到的scan操作支持设置过滤器，筛选需要返回的结果。下面看一个简单的例子：

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.apache.hadoop.hbase.TableName;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Connection;
import org.apache.hadoop.hbase.client.ConnectionFactory;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Put;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Result;
import org.apache.hadoop.hbase.client.ResultScanner;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Scan;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Table;
import org.apache.hadoop.hbase.filter.CompareFilter;
import org.apache.hadoop.hbase.filter.RegexStringComparator;
import org.apache.hadoop.hbase.filter.RowFilter;
import org.apache.hadoop.hbase.util.Bytes;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class TestHBase {
public static void main(String[] argv) throws Exception {
// 建立连接
        System.out.println("connecting...");
        Configuration config = HBaseConfiguration.create();
        Connection connection = ConnectionFactory.createConnection(config);
        Table table = connection.getTable(TableName.valueOf("test"));
        System.out.println("connect ok");

// 添加数据
        List<Put> puts = new ArrayList<Put>();
        puts.add(put("A", "Alice", "20"));
        puts.add(put("B", "Bob", "21"));
        puts.add(put("C", "Charley", "22"));
        table.put(puts);
        System.out.println("put ok");

// 用正则作为过滤器进行扫描
        Scan scan = new Scan();
        scan.setFilter(new RowFilter(CompareFilter.CompareOp.EQUAL, new RegexStringComparator("[AC]")));
        ResultScanner scanner = table.getScanner(scan);
for(Result e : scanner) {
            System.out.println(Bytes.toString(e.getRow()));
        }

// 断开连接
        table.close();
        connection.close();
    }

public static Put put(String row, String name, String age) {
        Put result = new Put(Bytes.toBytes(row));
        result.addColumn(Bytes.toBytes("test_family"), Bytes.toBytes("name"), Bytes.toBytes(name));
        result.addColumn(Bytes.toBytes("test_family"), Bytes.toBytes("age"), Bytes.toBytes(age));
return result;
    }
}

从例子中可以看到在Scan请求中通过setFilter设置过滤器。这个例子中用了RowFilter表示对行健进行过滤，CompareFilter.CompareOp.EQUAL表示相等，跟后面的正则表达式比较器组合起来表示“匹配正则表达式”。RegexStringComparator表示用正则表达式进行匹配，[AC]表示行健包含A或者C的正则表达式。

过滤器在服务端完成过滤，然后将符合结果的数据返回给客户端，因此过滤能够减少网络开销提升性能。

过滤器主要有以下几种：

  • RowFilter表示对行健进行过滤。
  • FamilyFilter表示对列族进行过滤。过滤方式是比较列族的名称。
  • QualifierFilter表示对列名进行过滤。
  • ValueFilter表示对单元格的值进行过滤。
  • DependentColumnFilter可以指定一个参考列，只返回时间戳与参考列相同的列。（不清楚哪种场景适用）
  • SingleColumnValueFilter可以指定一个参考列，当参考列满足指定条件时才返回一整行。
  • SingleColumnValueExcludeFilter当参考列不需要返回给客户端时可以用这个过滤器，性能稍微好一些。
  • PrefixFilter只返回行键符合指定前缀的行。
  • PageFilter(x)表示限定返回的结果数量最多为x。但不能保证返回的结果数量一定小于等于x，因为跨Region分别执行得到的结果合并之后就多出来了。配合Scan.setStartRow可以做出分页的效果。
  • KeyOnlyFilter表示只需要返回KeyValue中的键，不需要具体内容。前面讲过KeyValue中包含行键、列族、列名、版本（时间戳）、类型（Put、Delete、DeleteFamily、DeleteColumn）、值的长度。
  • FirstKeyOnlyFilter表示只需要返回一行中第一个KeyValue的键即可。适合行数统计场景。
  • InclusiveStopFilter表示扫描结果包含结束行。默认扫描区间是左闭右开的区间，通过这个过滤器实现左右都闭的区间。
  • TimestampsFilter表示精确的时间戳过滤，匹配指定的时间戳时才返回结果。
  • ColumnCountGetFilter对于get操作，表示最多返回指定的列数。对于扫描操作，当其中一行数据的列数超过指定数量时停止扫描。所以不太适合扫描操作使用。
  • ColumnPaginationFilter用于对列进行分页。可以指定起始列和结束咧。
  • ColumnPrefixFilter对列名称进行前缀匹配过滤。
  • RandomRowFilter对返回的结果进行随机取样，可以指定取样比例。

以下几种是Filter装饰器，可以将Filter进行组合做出更复杂的条件：

  • SkipFilter接受一个Filter参数，表示被包装的过滤器。当被包装的过滤器判定一个单元格不符合条件时，整行数据都不返回。
  • WhileMatchFilter接受一个Filter参数。当被包装的过滤器判定一个单元格不符合条件时，立即停止扫描。
  • FilterList可以组合多个Filter，通过and逻辑或者or逻辑将条件进行组合。

自定义过滤器。通过集成Filter类，可以实现自定义过滤器。实现完成后需要部署到服务端才能使用。以下是过滤器执行的顺序：

  • filterRowKey对行键进行过滤
  • filterKeyValue对单元格中的数据进行过滤
  • filterRow根据整行的数据对此行进行过滤
  • reset一行结束后调用此方法
  • filterAllRemaining一行结束后调用此方法，返回true表示结束整个扫描操作

计数器

HBase支持increment操作，实现计数器的功能。计数器在HBase中用二进制的格式储存。因此客户端读取值之后需要通过Bytes.getInt取值。

协处理器

可以在服务端运行代码，将运行结果返回给客户端。使用场景有辅助索引、鉴权、数据统计。

自定义的协处理器可以监听region的变化事件、WAL数据事件、Master集群级别的事件，可以设置endpoint支持自定义的数据计算流程。

有三个重要的类用于协处理器：Coprocessor、CoprocessorEnvironment、CoprocessorHost。

Coprocessor是协处理器的主体，里面有：
- start、stop方法，启动、关闭时会被框架调用
- State枚举，定义了协处理器的状态

CoprocessorEnvironment提供了协处理器的环境，它有以下方法：

  • getHBaseVersion获取HBase版本
  • getInstance返回加载的协处理器实例
  • getPriority获取优先级
  • getLoadSequence返回协处理器的执行顺序
  • getTable获取HTable接口，用于访问数据

CoprocessorHost维护协处理器的实例和他们专用的环境。在新版中已经没有了。

加载协处理器

在hbase-site.xml中可以添加协处理器，以下是配置内容：

<property><!-- 监听region变化事件 -->
<name>hbase.coprocessor.region.classes</name>
<value>coprocessor.RegionObserverExample,coprocessor.AnotherCoprocessor</value>
</property>
<property><!-- 监听集群级别的集群管理事件 -->
<name>hbase.coprocessor.master.classes</name>
<value>coprocessor.MasterObserverExample</value>
</property>
<property><!-- 监听WAL的数据变化事件 -->
<name>hbase.coprocessor.wal.classes</name>
<value>coprocessor.WALObserverExample</value>
</property>

RegionObserver

Region协处理器可用于处理region的声明周期事件，有以下一些生命周期：

  • pending open状态会触发事件：preOpen postOpen
  • open状态会触发事件：preWALRestore postWALRestore preFlush postFlush preCompact postCompact preSplit postSplit
  • pending close状态会触发事件：preClose postClose

Region协处理器也可用于处理客户端的请求：

  • preGet postGet
  • prePut postPut
  • 还有delete checkAndPut getClosestRowBefore exists incrementColumnValue invrement scannerOpen scannerNex scannerClose事件

RegionObserver继承了RegionCoprocessorEnvironment，因此有以下方法可用：

  • getRegion 档获取当前监听的region
  • getRegionServerServices 获取共享的服务

ObserverContext是所有协处理器实例共享的，它提供以下方法：

  • getEnvironment获取当前的环境引用
  • bypass跳过HBase框架的处理流程，只用自己实现的流程
  • complete跳过后续所有的协处理器
  • shouldBypass框架调用此方法用于检查
  • shouldComplete框架调用此方法用于检查

比如以下例子停止region的自动拆分：

public void preSplit(ObserverContext<RegionCoprocessorEnvironment> e) {
    e.bypass();
}

MasterObserver

Master协处理器用于处理集群事件，它能监听如下事件：

  • createTable
  • deleteTable
  • modifyTable
  • addColumn
  • modifyColumn
  • deleteColumn
  • enableTable
  • disableTable
  • move
  • assign
  • unassign
  • balance
  • balanceSwitch：切换自动负载平衡的标志位前后调用
  • shutdown
  • stopMaster

endpoint

可以给表增加一些原本不存在的操作，比如统计表的行数。
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