hbase和关系型数据库的区别

yingujun 2017-12-27 11432

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HBase相对于关系数据库能解决的问题是什么？

关于HBase与关系数据的区别问题其实就是关系数据库与HBase各自的优缺点。

关系数据库的缺憾：

1）扩展困难

2）维护复杂

HBase就是解决可伸缩行的问题。通过简单增加节点来获取线性扩展性。不支持SQL。

图解Nosql（hbase）与传统数据库的区别

对于大多数做技术的人员，都知道我们传统数据库是什么样子的，那么如下图所示，我们操作的对象是行。也就是增删改查，都是以为对象

1. 传统数据库增加删除介绍

Hbase

下面我们以mysql为例：

Hbase

插入数据

mysql》INSERT INTO blog_user （`user_Name`，`user_Password`，`user_emial`）VALUES （‘aboutyun’，‘aboutyun’， ‘aboutyun@sina.com’）;

Hbase

删除数据：

mysql》 delete from blog_user where user_name=“aboutyun”;

Hbase

2. Nosql数据库增加删除介绍

Hbase

以hbase为例：

创建表：

create ‘blog_user’，‘userInfo’

Hbase

插入数据

这里是关键点，也是很多人不容易理解的地方

hbase（main）：012:0》 put‘blog_user’，‘www.aboutyun.com’，‘userInfo:user_Name’，‘aboutyun’

0 row（s） in 1.7530 seconds

Hbase

上面我们看到了

1所示是什么，我们在传统数据块里面根本没有，这是nosql所特有的，是一个rowkey，是系统自带的，也是nosql中一条记录的唯一标识。但是这个唯一标识，有跟我们的传统数据库是有所差别的。如图1所示，“记录1”便是rowkey.

2所示是我们插入的列user_Name，这也是最难以理解的地方，列竟然可以插入。并且其’value‘为3即‘aboutyun’

我们插入了列，下面我们来查看一下效果：

Hbase

下面来解释一下上面的含义：

我们会看到

1为rowkey，插入数据’www.aboutyun.com‘，

2为列族下面列的名字user_Name

3我们并没有在设计的添加这个列族，所以这个是系统自带的，这个是记录的操作时间，以时间戳的形式放到hbase里面。

4是我们插入的user_Name的值

下面我们在插入password：

1. hbase（main）：015:0》 put‘blog_user’，‘www.aboutyun.com’，‘userInfo:user_Password’，‘aboutyun’

Hbase

再次查询结果：

1. hbase（main）：016:0》 scan ‘blog_user’

2. ROW COLUMN+CELL

3. www.aboutyun.com column=userInfo:user_Name， timestamp=1400663775901， value=aboutyun

4. www.aboutyun.com column=userInfo:user_Password， timestamp=1400665203430， value=aboutyun

5. 1 row（s） in 0.0390 seconds

Hbase

到这里，我们看到两行记录，传统数据块认为这是两行数据，对于nosql，这是一条记录。

删除列数据

删除数据分为删除列和删除记录

1.删除列

这里面的删除，没有删除

delete ‘blog_user’，‘www.aboutyun.com’，‘userInfo:user_Password’

Hbase

从上面我们看出列被删除了

2.删除记录：

1. deleteall ‘blog_user’，‘www.aboutyun.com’

2. 这是删除之前显示结果，这里已经是

Hbase

删除后结果

Hbase

结论：

对于传统数据库，增加列对于一个项目来讲，改变是非常大的。但是对于nosql，插入列和删除列，跟传统数据库里面的增加记录和删除记录类似

HBase有哪些基本的特征？

HBase是类似于google的bigtable的开源实现，拥有以下特征：

1）在HDFS之上

2）基于列存储的分布式数据库

3）用于实时地读、写大规模数据集

其他HBase的特性：

1）没有真正的索引，行顺序存储，也没有所谓的索引膨胀问题。

2）自动分区，表增长时，自动分区到新的节点上。

3）线性扩展和区域会自动重新平衡，运行RegionServer，达到负载均衡的目的。

4）容错和普通商用的硬件支持。这点同hadoop类似。

HBase与RDBMS的区别？

1）表的设计：HBase的表可以很高，很宽，可伸缩性很强。而且表的模式是物理存储的直接反映。

2）拓扑： HBase能水平分区并在上千个节点上自动复制。

3）应用形式：开发者必须承担更多的责任来正确地利用HBase的检索和存储方式。

4） RDBMS 遵循固定的模式，如“codd 12 规则”，强调事务的“强一致性”、参照完整性、SQL支持、数据的逻辑与物理形式相对独立。等等。适用于中小规模的数据，但对于数据的规模和并发读写方面进行大规模扩展时，RDBMS会性能大大降低，分布式更为困难，因为其需要放弃很多RDBMS的易用的特性。

HBase适用于上亿、上千亿级的数据，如果是只有上千、上百万级别是数据，传统的RDBMS是更好的选择。

HBase需要更多硬件，如果硬件较少，如5个，干不成什么好事。

如果从RDBMS移植到HBase，需要消除RDBMS的很多额外特性，如列数据类型、第二索引、事务、高级查询等。

HBase的数据模式是怎么样的？即有哪些元素？如何存储？

1）数据模式

如下列三个表：

第一个是一个稀疏的表，实际上它是一个虚表，仅是一个概念视图，不是真实的存储形式，它来源于后两个表。

而后两个表才是真正的表，物理视图，他们是实际的存储形式，而且它们是按列族进行存储的。

2） HBase的基本元素：

表、行、列、单元格：表的基本要素

键：一般是指行的键，即唯一标识某行的元素。表中的行，可以根据键进行排序，而对表的访问，也通过键。

列族：所有列族成员拥有相同的前缀，某列族的成员，需要预先定义，但也可以直接进行追加。

列族成员会一起放进存储器。而HBase面向列的存储，是面向列族的数据存储（这个通过上面那个表的示例可以看出来），数据存储与调优都在这个层次，HBase表与RDBMS中表类似，行是排序的，客户端可以把列添加到列族中去。

单元格cell：单元格中存放的是不可分割的字节数组。并且每个单元格拥有版本信息。HBase的是按版本信息倒序排列。

区域region：将表水平划分，是HBase集群分布数据的最小单位。在线的所有区域就构成了表的内容。

加锁：对数据行进行更新，都需加锁。保持原子性。

3）数据模型有哪些操作？

Get、Scan、Put、Delete，即返回特定行的属性，多行属性、插入、删除数据。

这些都需要一个HTable实例来操作。分别有Get、Scan、Put、Delete类来指定相应的参数、属性。

4）返回结果的排序方式是什么？

先是行、再是列族、再是列修饰符，最后是时间戳（反向排序，最新的在前面）。

5）最后，HBase不支持联合查询

6）mapreduce与HBase表配合使用，默认mapreduce的任务分割是根据HBase表中region的多少来分割，一个region就有一个map。

HBase的模式Schema设计的一些概念和原则

1）模式的创建与更新

可以使用HBase Shell或HBase Admin来创建和编辑HBase的模式。

在0.90.x 版本，只能先禁用表，再修改列族，而0.92.x版本以后，支持在线修改。

而且表和列族修改后，如size， region， block size等，在下次主紧缩或存储文件时起作用。

2）列族的数量

-列族数量越少越好，即使同时有两个列族，查询的时候总是访问其中一个列族，不会同时访问。

-当一个表存在多个列族，当基数差距很大时，如A族有100万行，B族10亿行，A族可能会被分散到很多区域region，导致扫描A的效率降低。

-另外，多个列族在flush和compaction时，会造成很多I/O负担。

3）行键设计RowKey

a. 不要将RowKey设计成有序的形式，因为这样容易阻塞并行性，将负载压都在一台机器上

b. 定位一个单元，需要行，列名和时间戳。如果一个单元格的坐标很大，会占用内存，索引用光。所以，解决方法：列族名尽量小，如一个字符a，短属性名，而行键长度可读即可（行键长度对数据访问无太大影响），将数字字符转换为数字字节模式（节省空间）。

c. 倒序时间戳有助于找到找到最近版本值

d. 行键是在列族范围内有效，不同列族中可以拥有同样的行键

e. 行键永远不能变

4）HBase支持所有能转换为字节数组的东西，如字符串、数字、复杂对象、计数器、甚至图像。

5）列族可以设置存活时间TTL，超时后，HBase自动删除数据

6）第二索引和查询：这里面有很多东西，需要查看对应版本官方的文档更好些。

HBase的拓扑结构是什么？

1）拓扑结构：类似于HDFS的mast与slave，mapreduce的tasktracker与jobtracker的关系，HBase也有master和RegionServer

2）HBase与ZooKeeper的关系是什么？

HBase必须管理一个ZooKeeper实例，它依赖ZooKeeper，主要目的是，通过ZooKeeper来协调区域内的服务器，它负责目录表、主控机地址等重要信息，若有服务器崩溃，HBase就可以通过ZooKeeper来协调分配。

RegionServer在HBase的配置文件conf/regionservers文件中，而HBase集群的站点配置在conf/hbase-site.xml和conf/hbase-env.sh中配置。HBase尽量遵循了Hadoop的规则。

3）HBase的内部结构管理状况：

其内部有-ROOT， -META的特殊目录表，用于维护当前集群上所有区域的列表、位置和状态。

-ROOT表包含 -META表的区域列表，而-META表示包含用户的的区域列表。

所以，HBase管理的流程是：

Client -- 链接到ZooKeeper -- 查找-ROOT表的位置 -- 查找-META表的位置 -- 查找用户的区域所在的节点、位置及其状态等 -- 直接管理指定区域的RegionServer并进行交互。

HBase支持Java及MapReduce的开发。

HBase提供了Thrift、REST及Avro的接口。HBase需要有一个相应的接口客户端负责与这些接口的交互。但是这些需要代理进行处理请求和响应，所以比java更慢。

%hbase-daemon.sh start/stop rest/thrift/avro //启动或终止对应的客户端

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