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通过BulkLoad快速将海量数据导入到HBase

大数据学习与分享 2020-10-22
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前言:笔者之前通过文章《通过Spark生成HFile,并以BulkLoad方式将数据导入到HBase》介绍过如何利用Spark通过BulkLoad方式将数据导入到HBase,本篇文章提供另外一种思路】

在第一次建立HBase表的时候,我们可能需要往里面一次性导入大量的初始化数据。我们很自然地想到将数据一条条插入到HBase中,或者通过MR方式等。但是这些方式不是慢就是在导入的过程的占用Region资源导致效率低下,所以很不适合一次性导入大量数据。本文将针对这个问题介绍如何通过HBase的BulkLoad方法来快速将海量数据导入到HBase中。
总的来说,使用Bulk Load方式由于利用了HBase的数据信息是按照特定格式存储在HDFS里的这一特性,直接在HDFS中生成持久化的HFile数据格式文件,然后完成巨量数据快速入库的操作,配合MapReduce完成这样的操作,不占用Region资源,不会产生巨量的写入I/O,所以需要较少的CPU和网络资源。

Bulk Load的实现原理是通过一个MapReduce Job来实现的,通过Job直接生成一个HBase的内部HFile格式文件,用来形成一个特殊的HBase数据表,然后直接将数据文件加载到运行的集群中。与使用HBase API相比,使用Bulkload导入数据占用更少的CPU和网络资源。


一、实现原理

Bulkload过程主要包括三部分:
  • 从数据源(通常是文本文件或其他的数据库)提取数据并上传到HDFS。抽取数据到HDFS和HBase并没有关系,所以大家可以选用自己擅长的方式进行,本文就不介绍了。

  • 利用MapReduce作业处理事先准备的数据
    这一步需要一个MapReduce作业,并且大多数情况下还需要我们自己编写Map函数,而Reduce函数不需要我们考虑,由HBase提供。

    该作业需要使用rowkey(行键)作为输出Key,KeyValue、Put或者Delete作为输出Value。MapReduce作业需要使用HFileOutputFormat2来生成HBase数据文件。

    为了有效的导入数据,需要配置HFileOutputFormat2使得每一个输出文件都在一个合适的区域中。为了达到这个目的,MapReduce作业会使用Hadoop的TotalOrderPartitioner类根据表的key值将输出分割开来。HFileOutputFormat2的方法configureIncrementalLoad()会自动的完成上面的工作。

  • 告诉RegionServers数据的位置并导入数据

    这一步是最简单的,通常需要使用LoadIncrementalHFiles(更为人所熟知是completebulkload工具),将文件在HDFS上的位置传递给它,它就会利用RegionServer将数据导入到相应的区域

整个过程图如下:

上面我们已经介绍了HBase的BulkLoad方法的原理,我们需要写个Mapper和驱动程序,实现如下:

使用MapReduce生成HFile文件

    public class IteblogBulkLoadMapper extends Mapper<LongWritable, Text, ImmutableBytesWritable, Put>{
    protected void map(LongWritable key, Text value, Context context) throws IOException, InterruptedException {
    String line = value.toString();
    String[] items = line.split("\t");
    ImmutableBytesWritable rowKey = new ImmutableBytesWritable(items[0].getBytes());
    Put put = new Put(Bytes.toBytes(items[0])); ROWKEY
    put.addColumn("f1".getBytes(), "url".getBytes(), items[1].getBytes());
    put.addColumn("f1".getBytes(), "name".getBytes(), items[2].getBytes());
    context.write(rowkey, put);
    }
    }

    驱动程序

      public class IteblogBulkLoadDriver {
      public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, InterruptedException {
      final String SRC_PATH= "hdfs://iteblog:9000/user/iteblog/input";
      final String DESC_PATH= "hdfs://iteblog:9000/user/iteblog/output";
      Configuration conf = HBaseConfiguration.create();
      Job job=Job.getInstance(conf);
      job.setJarByClass(IteblogBulkLoadDriver.class);
      job.setMapperClass(IteblogBulkLoadMapper.class);
      job.setMapOutputKeyClass(ImmutableBytesWritable.class);
      job.setMapOutputValueClass(Put.class);
      job.setOutputFormatClass(HFileOutputFormat2.class);
      HTable table = new HTable(conf,"blog_info");
      HFileOutputFormat2.configureIncrementalLoad(job,table,table.getRegionLocator());
      FileInputFormat.addInputPath(job,new Path(SRC_PATH));
      FileOutputFormat.setOutputPath(job,new Path(DESC_PATH));
      System.exit(job.waitForCompletion(true)?0:1);
      }
      }
      通过BlukLoad方式加载HFile文件
        public class LoadIncrementalHFileToHBase {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
        Configuration configuration = HBaseConfiguration.create();
        HBaseConfiguration.addHbaseResources(configuration);
        LoadIncrementalHFiles loder = new LoadIncrementalHFiles(configuration);
        HTable hTable = new HTable(configuration, "blog_info");
        loder.doBulkLoad(new Path("hdfs://iteblog:9000/user/iteblog/output"), hTable);
        }
        }
        由于HBase的BulkLoad方式是绕过了Write to WAL,Write to MemStore及Flush to disk的过程,所以并不能通过WAL来进行一些复制数据的操作。后面我将会再介绍如何通过Spark来使用Hbase的BulkLoad方式来初始化数据。


        二、BulkLoad的使用案例

        • 首次将原始数据集载入HBase,您的初始数据集可能很大,绕过HBase写入路径可以显著加速此进程

        • 递增负载 - 要定期加载新数据,请使用BulkLoad并按照自己的理想时间间隔分批次导入数据。

          这可以缓解延迟问题,并且有助于您实现服务级别协议(SLA)。但是,压缩触发器就是RegionServer上的HFile数目。因此,频繁导入大量HFile可能会导致更频繁地发生大型压缩,从而对性能产生负面影响。

          您可以通过以下方法缓解此问题:调整压缩设置,确保不触发压缩即可存在的最大HFile文件数很高,并依赖于其他因素,如Memstore的大小触发压缩

        • 数据需要源于其他位置 - 如果当前系统捕获了您想在HBase中包含的数据,且因业务原因需要保持活动状态,您可从系统中将数据定期批量加载到HBase中,以便可以在不影响系统的前提下对其执行操作。


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