HBase 数据表介绍

HBase 数据库是一个基于分布式的、面向列的、主要用于非结构化数据存储用途的开源数据库。其设计思路来源于 Google 的非开源数据库”BigTable”。
HDFS 为 HBase 提供底层存储支持，MapReduce 为其提供计算能力，ZooKeeper 为其提供协调服务和 failover（失效转移的备份操作）机制。Pig 和 Hive 为 HBase 提供了高层语言支持，使其可以进行数据统计（可实现多表 join 等），Sqoop 则为其提供 RDBMS 数据导入功能。
HBase 不能支持 where 条件、Order by 查询，只支持按照主键 Rowkey 和主键的 range 来查询，但是可以通过 HBase 提供的 API 进行条件过滤。
HBase 的 Rowkey 是数据行的唯一标识，必须通过它进行数据行访问，目前有三种方式，单行键访问、行键范围访问、全表扫描访问。数据按行键的方式排序存储，依次按位比较，数值较大的排列在后，例如 int 方式的排序：1，10，100，11，12，2，20…，906，…。
ColumnFamily 是“列族”，属于 schema 表，在建表时定义，每个列属于一个列族，列名用列族作为前缀“ColumnFamily：qualifier”，访问控制、磁盘和内存的使用统计都是在列族层面进行的。
Cell 是通过行和列确定的一个存储单元，值以字节码存储，没有类型。
Timestamp 是区分不同版本 Cell 的索引，64 位整型。不同版本的数据按照时间戳倒序排列，最新的数据版本排在最前面。
Hbase 在行方向上水平划分成 N 个 Region，每个表一开始只有一个 Region，数据量增多，Region 自动分裂为两个，不同 Region 分布在不同 Server 上，但同一个不会拆分到不同 Server。
Region 按 ColumnFamily 划分成 Store，Store 为最小存储单元，用于保存一个列族的数据，每个 Store 包括内存中的 memstore 和持久化到 disk 上的 HFile。
图 1 是 HBase 数据表的示例，数据分布在多台节点机器上面。

图 1. HBase 数据表示例（查看大图）

HBase 调用 API 示例

类似于操作关系型数据库的 JDBC 库，HBase client 包本身提供了大量可以供操作的 API，帮助用户快速操作 HBase 数据库。提供了诸如创建数据表、删除数据表、增加字段、存入数据、读取数据等等接口。清单 1 提供了一个作者封装的工具类，包括操作数据表、读取数据、存入数据、导出数据等方法。
清单 1.HBase API 操作工具类代码

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.HColumnDescriptor;
import org.apache.hadoop.hbase.HTableDescriptor;
import org.apache.hadoop.hbase.KeyValue;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Get;
import org.apache.hadoop.hbase.client.HBaseAdmin;
import org.apache.hadoop.hbase.client.HTable;
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.util.Bytes;

import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class HBaseUtil {
private Configuration conf = null;
private HBaseAdmin admin = null;

protected HBaseUtil(Configuration conf) throws IOException {
 this.conf = conf;
 this.admin = new HBaseAdmin(conf);
}

public boolean existsTable(String table)
 throws IOException {
 return admin.tableExists(table);
}

public void createTable(String table, byte[][] splitKeys, String... colfams)
 throws IOException {
HTableDescriptor desc = new HTableDescriptor(table);
for (String cf : colfams) {
HColumnDescriptor coldef = new HColumnDescriptor(cf);
desc.addFamily(coldef);
 }
if (splitKeys != null) {
admin.createTable(desc, splitKeys);
} else {
admin.createTable(desc);
 }
}

public void disableTable(String table) throws IOException {
admin.disableTable(table);
}

public void dropTable(String table) throws IOException {
 if (existsTable(table)) {
 disableTable(table);
 admin.deleteTable(table);
 }
}

public void fillTable(String table, int startRow, int endRow, int numCols,
 int pad, boolean setTimestamp, boolean random,
 String... colfams) throws IOException {
 HTable tbl = new HTable(conf, table);
 for (int row = startRow; row <= endRow; row++) {
 for (int col = 0; col < numCols; col++) {
 Put put = new Put(Bytes.toBytes("row-"));
 for (String cf : colfams) {
 String colName = "col-";
 String val = "val-";
 if (setTimestamp) {
 put.add(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colName),
 col, Bytes.toBytes(val));
 } else {
 put.add(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colName),
 Bytes.toBytes(val));
 }
 }
 tbl.put(put);
 }
 }
 tbl.close();
 }

public void put(String table, String row, String fam, String qual,
 String val) throws IOException {
 HTable tbl = new HTable(conf, table);
 Put put = new Put(Bytes.toBytes(row));
 put.add(Bytes.toBytes(fam), Bytes.toBytes(qual), Bytes.toBytes(val));
 tbl.put(put);
 tbl.close();
 }

 public void put(String table, String row, String fam, String qual, long ts,
 String val) throws IOException {
 HTable tbl = new HTable(conf, table);
 Put put = new Put(Bytes.toBytes(row));
 put.add(Bytes.toBytes(fam), Bytes.toBytes(qual), ts, Bytes.toBytes(val));
 tbl.put(put);
 tbl.close();
 }

 public void put(String table, String[] rows, String[] fams, String[] quals,
 long[] ts, String[] vals) throws IOException {
 HTable tbl = new HTable(conf, table);
 for (String row : rows) {
 Put put = new Put(Bytes.toBytes(row));
 for (String fam : fams) {
 int v = 0;
 for (String qual : quals) {
 String val = vals[v < vals.length ? v : vals.length];
 long t = ts[v < ts.length ? v : ts.length - 1];
 put.add(Bytes.toBytes(fam), Bytes.toBytes(qual), t,
 Bytes.toBytes(val));
 v++;
 }
 }
 tbl.put(put);
 }
 tbl.close();
 }

 public void dump(String table, String[] rows, String[] fams, String[] quals)
 throws IOException {
 HTable tbl = new HTable(conf, table);
 List
  
    gets = new ArrayList
   
    (); for (String row : rows) { Get get = new Get(Bytes.toBytes(row)); get.setMaxVersions(); if (fams != null) { for (String fam : fams) { for (String qual : quals) { get.addColumn(Bytes.toBytes(fam), Bytes.toBytes(qual)); } } } gets.add(get); }