HBase基本介绍
简介
hbase是bigtable的开源java版本。是建立在hdfs之上，提供高可靠性、高性能、列存储、可伸缩、实时读写nosql的数据库系统。
它介于nosql和RDBMS之间，仅能通过主键(row key)和主键的range来检索数据，仅支持单行事务(可通过hive支持来实现多表join等复杂操作)。
主要用来存储结构化和半结构化的松散数据。
Hbase查询数据功能很简单，不支持join等复杂操作，不支持复杂的事务（行级的事务）
Hbase中支持的数据类型：byte[]
与hadoop一样，Hbase目标主要依靠横向扩展，通过不断增加廉价的商用服务器，来增加计算和存储能力。
HBase中的表一般有这样的特点：
- 大：一个表可以有上十亿行，上百万列
- 面向列:面向列(族)的存储和权限控制，列(族)独立检索。
- 稀疏:对于为空(null)的列，并不占用存储空间，因此，表可以设计的非常稀疏。
2、HBase与Hadoop的关系
1、HDFS
- 为分布式存储提供文件系统
- 针对存储大尺寸的文件进行优化，不适用对HDFS上的文件进行随机读写
- 直接使用文件
- 数据模型不灵活
- 使用文件系统和处理框架
- 优化一次写入，多次读取的方式
2、HBase - 提供表状的面向列的数据存储
- 针对表状数据的随机读写进行优化
- 使用key-value操作数据
- 提供灵活的数据模型
- 使用表状存储，支持MapReduce，依赖HDFS
- 优化了多次读，以及多次写
3、RDBMS与HBase的对比
1、关系型数据库
结构：
- 数据库以表的形式存在
- 支持FAT、NTFS、EXT、文件系统
- 使用Commit log存储日志
- 参考系统是坐标系统
- 使用主键（PK）
- 支持分区
- 使用行、列、单元格
功能： - 支持向上扩展
- 使用SQL查询
- 面向行，即每一行都是一个连续单元
- 数据总量依赖于服务器配置
- 具有ACID支持
- 适合结构化数据
- 传统关系型数据库一般都是中心化的
- 支持事务
- 支持Join
2、HBase
结构： - 数据库以region的形式存在
- 支持HDFS文件系统
- 使用WAL（Write-Ahead Logs）存储日志
- 参考系统是Zookeeper
- 使用行键（row key）
- 支持分片
- 使用行、列、列族和单元格
功能： - 支持向外扩展
- 使用API和MapReduce来访问HBase表数据
- 面向列，即每一列都是一个连续的单元
- 数据总量不依赖具体某台机器，而取决于机器数量
- HBase不支持ACID（Atomicity、Consistency、Isolation、Durability原子性、一致性、隔离性、耐久性）
- 适合结构化数据和非结构化数据
- 一般都是分布式的
- HBase不支持事务
- 不支持SQL
- 不支持Join
4、HBase特征简要
1）海量存储
Hbase适合存储PB级别的海量数据，在PB级别的数据以及采用廉价PC存储的情况下，能在几十到百毫秒内返回数据。这与Hbase的极易扩展性息息相关。正式因为Hbase良好的扩展性，才为海量数据的存储提供了便利。
2）列式存储
这里的列式存储其实说的是列族存储，Hbase是根据列族来存储数据的。列族下面可以有非常多的列，列族在创建表的时候就必须指定。
3）极易扩展
Hbase的扩展性主要体现在两个方面，一个是基于上层处理能力（RegionServer）的扩展，一个是基于存储的扩展（HDFS）。
通过横向添加RegionSever的机器，进行水平扩展，提升Hbase上层的处理能力，提升Hbsae服务更多Region的能力。
备注：RegionServer的作用是管理region、承接业务的访问，这个后面会详细的介绍通过横向添加Datanode的机器，进行存储层扩容，提升Hbase的数据存储能力和提升后端存储的读写能力。
4）高并发
由于目前大部分使用Hbase的架构，都是采用的廉价PC，因此单个IO的延迟其实并不小，一般在几十到上百ms之间。这里说的高并发，主要是在并发的情况下，Hbase的单个IO延迟下降并不多。能获得高并发、低延迟的服务。
5）稀疏
稀疏主要是针对Hbase列的灵活性，在列族中，你可以指定任意多的列，在列数据为空的情况下，是不会占用存储空间的。
5、HBase的基础架构
1、HMaster
功能：
- 监控RegionServer
- 处理RegionServer故障转移
- 处理元数据的变更
- 处理region的分配或移除
- 在空闲时间进行数据的负载均衡
- 通过Zookeeper发布自己的位置给客户端
2、RegionServer
功能： - 负责存储HBase的实际数据
- 处理分配给它的Region
- 刷新缓存到HDFS
- 维护HLog
- 执行压缩
- 负责处理Region分片
组件：
- Write-Ahead logs==
HBase的修改记录，当对HBase读写数据的时候，数据不是直接写进磁盘，它会在内存中保留一段时间（时间以及数据量阈值可以设定）。但把数据保存在内存中可能有更高的概率引起数据丢失，为了解决这个问题，数据会先写在一个叫做Write-Ahead logfile的文件中，然后再写入内存中。所以在系统出现故障的时候，数据可以通过这个日志文件重建。
2) StoreFile（HFile）
这是在磁盘上保存原始数据的实际的物理文件，是实际的存储文件。
3) Store
HFile存储在Store中，一个Store对应HBase表中的一个列族。
4) MemStore
顾名思义，就是内存存储，位于内存中，用来保存当前的数据操作，所以当数据保存在WAL中之后，RegsionServer会在内存中存储键值对。
5) Region
Hbase表的分片，HBase表会根据RowKey值被切分成不同的region存储在RegionServer中，在一个RegionServer中可以有多个不同的region。