一 Hbase是个啥东东?
在说Hase是个啥家伙之前,首先我们来看看两个概念,面向行存储和面向列存储。面向行存储,我相信大伙儿应该都清楚,我们熟悉的RDBMS就是此种类型的,面向行存储的数据库主要适合于事务性要求严格场合,或者说面向行存储的存储系统适合OLTP,但是根据CAP理论,传统的RDBMS,为了实现强一致性,通过严格的ACID事务来进行同步,这就造成了系统的可用性和伸缩性方面大大折扣,而目前的很多NoSQL产品,包括Hbase,它们都是一种最终一致性的系统,它们为了高的可用性牺牲了一部分的一致性。好像,我上面说了面向列存储,那么到底什么是面向列存储呢?Hbase,Casandra,Bigtable都属于面向列存储的分布式存储系统。看到这里,如果您不明白Hbase是个啥东东,不要紧,我再总结一下下:
Hbase是一个面向列存储的分布式存储系统,它的优点在于可以实现高性能的并发读写操作,同时Hbase还会对数据进行透明的切分,这样就使得存储本身具有了水平伸缩性。
二 Hbase数据模型
HBase,Cassandra的数据模型非常类似,他们的思想都是来源于Google的Bigtable,因此这三者的数据模型非常类似,唯一不同的就是Cassandra具有Super cloumn family的概念,而Hbase目前我没发现。好了,废话少说,我们来看看Hbase的数据模型到底是个啥东东。
在Hbase里面有以下两个主要的概念,Row key,Column Family,我们首先来看看Column family,Column family中文又名“列族”,Column family是在系统启动之前预先定义好的,每一个Column Family都可以根据“限定符”有多个column.下面我们来举个例子就会非常的清晰了。
假如系统中有一个User表,如果按照传统的RDBMS的话,User表中的列是固定的,比如schema 定义了name,age,sex等属性,User的属性是不能动态增加的。但是如果采用列存储系统,比如Hbase,那么我们可以定义User表,然后定义info 列族,User的数据可以分为:info:name = zhangsan,info:age=30,info:sex=male等,如果后来你又想增加另外的属性,这样很方便只需要info:newProperty就可以了。
也许前面的这个例子还不够清晰,我们再举个例子来解释一下,熟悉SNS的朋友,应该都知道有好友Feed,一般设计Feed,我们都是按照“某人在某时做了标题为某某的事情”,但是同时一般我们也会预留一下关键字,比如有时候feed也许需要url,feed需要image属性等,这样来说,feed本身的属性是不确定的,因此如果采用传统的关系数据库将非常麻烦,况且关系数据库会造成一些为null的单元浪费,而列存储就不会出现这个问题,在Hbase里,如果每一个column 单元没有值,那么是占用空间的。下面我们通过两张图来形象的表示这种关系:
上图是传统的RDBMS设计的Feed表,我们可以看出feed有多少列是固定的,不能增加,并且为null的列浪费了空间。但是我们再看看下图,下图为Hbase,Cassandra,Bigtable的数据模型图,从下图可以看出,Feed表的列可以动态的增加,并且为空的列是不存储的,这就大大节约了空间,关键是Feed这东西随着系统的运行,各种各样的Feed会出现,我们事先没办法预测有多少种Feed,那么我们也就没有办法确定Feed表有多少列,因此Hbase,Cassandra,Bigtable的基于列存储的数据模型就非常适合此场景。说到这里,采用Hbase的这种方式,还有一个非常重要的好处就是Feed会自动切分,当Feed表中的数据超过某一个阀值以后,Hbase会自动为我们切分数据,这样的话,查询就具有了伸缩性,而再加上Hbase的弱事务性的特性,对Hbase的写入操作也将变得非常快。
上面说了Column family,那么我之前说的Row key是啥东东,其实你可以理解row key为RDBMS中的某一个行的主键,但是因为Hbase不支持条件查询以及Order by等查询,因此Row key的设计就要根据你系统的查询需求来设计了额。我还拿刚才那个Feed的列子来说,我们一般是查询某个人最新的一些Feed,因此我们Feed的Row key可以有以下三个部分构成<userId><timestamp><feedId>,这样以来当我们要查询某个人的最进的Feed就可以指定Start Rowkey为<userId><0><0>,End
Rowkey为<userId><Long.MAX_VALUE><Long.MAX_VALUE>来查询了,同时因为Hbase中的记录是按照rowkey来排序的,这样就使得查询变得非常快。
三 Hbase的优缺点
1 列的可以动态增加,并且列为空就不存储数据,节省存储空间.
2 Hbase自动切分数据,使得数据存储自动具有水平scalability.
3 Hbase可以提供高并发读写操作的支持
Hbase的缺点:
1 不能支持条件查询,只支持按照Row key来查询.
2 暂时不能支持Master server的故障切换,当Master宕机后,整个存储系统就会挂掉.
关于数据库伸缩性的一点资料:
http://www.jurriaanpersyn.com/archives/2009/02/12/database-sharding-at-netlog-with-mysql-and-php/
http://adam.blog.heroku.com/past/2009/7/6/sql_databases_dont_scale/
【DB】HBase的基本概念