HBase Coprocessor 剖析与编程实践

1.起因(Why HBase Coprocessor)

HBase作为列族数据库最经常被人诟病的特性包括：无法轻易建立“二级索引”，难以执行求和、计数、排序等操作。比如，在旧版本的 (<0.92)Hbase中，统计数据表的总行数，需要使用Counter方法，执行一次MapReduce Job才能得到。虽然HBase在数据存储层中集成了MapReduce，能够有效用于数据表的分布式计算。然而在很多情况下，做一些简单的相加或者聚合计算的时候，如果直接将计算过程放置在server端，能够减少通讯开销，从而获得很好的性能提升。于是，HBase在0.92之后引入了协处理器 (coprocessors)，实现一些激动人心的新特性：能够轻易建立二次索引、复杂过滤器(谓词下推)以及访问控制等。

2.灵感来源( Source of Inspration)

HBase协处理器的灵感来自于Jeff Dean 09年的演讲( P66-67)。它根据该演讲实现了类似于bigtable的协处理器，包括以下特性:

每个表服务器的任意子表都可以运行代码
客户端的高层调用接口(客户端能够直接访问数据表的行地址，多行读写会自动分片成多个并行的RPC调用)
提供一个非常灵活的、可用于建立分布式服务的数据模型
能够自动化扩展、负载均衡、应用请求路由

HBase的协处理器灵感来自bigtable，但是实现细节不尽相同。HBase建立了一个框架，它为用户提供类库和运行时环境，使得他们的代码能够在HBase region server和master上处理。

3.细节剖析（Implementation)

协处理器分两种类型，系统协处理器可以全局导入region server上的所有数据表，表协处理器即是用户可以指定一张表使用协处理器。协处理器框架为了更好支持其行为的灵活性，提供了两个不同方面的插件。一个是观察者（observer），类似于关系数据库的触发器。另一个是终端(endpoint)，动态的终端有点像存储过程。

3.1观察者(Observer)

观察者的设计意图是允许用户通过插入代码来重载协处理器框架的upcall方法，而具体的事件触发的callback方法由HBase的核心代码来执行。协处理器框架处理所有的callback调用细节，协处理器自身只需要插入添加或者改变的功能。

以HBase0.92版本为例，它提供了三种观察者接口：

RegionObserver：提供客户端的数据操纵事件钩子：Get、Put、Delete、Scan等。
WALObserver：提供WAL相关操作钩子。
MasterObserver：提供DDL-类型的操作钩子。如创建、删除、修改数据表等。

这些接口可以同时使用在同一个地方，按照不同优先级顺序执行.用户可以任意基于协处理器实现复杂的HBase功能层。HBase有很多种事件可以触发观察者方法，这些事件与方法从HBase0.92版本起，都会集成在HBase API中。不过这些API可能会由于各种原因有所改动，不同版本的接口改动比较大，具体参考Java Doc。

RegionObserver工作原理，如图1所示。更多关于Observer细节请参见HBaseBook的第9.6.3章节。

图1 RegionObserver工作原理

3.2终端(Endpoint)

终端是动态RPC插件的接口，它的实现代码被安装在服务器端，从而能够通过HBase RPC唤醒。客户端类库提供了非常方便的方法来调用这些动态接口，它们可以在任意时候调用一个终端，它们的实现代码会被目标region远程执行，结果会返回到终端。用户可以结合使用这些强大的插件接口，为HBase添加全新的特性。终端的使用，如下面流程所示：

定义一个新的protocol接口，必须继承CoprocessorProtocol.
实现终端接口，该实现会被导入region环境执行。
继承抽象类BaseEndpointCoprocessor.
在客户端，终端可以被两个新的HBase Client API调用。单个region：HTableInterface.coprocessorProxy(Class<T> protocol, byte[] row) 。rigons区域：HTableInterface.coprocessorExec(Class<T> protocol, byte[] startKey, byte[] endKey, Batch.Call<T,R> callable)

整体的终端调用过程范例，如图2所示：

图2 终端调用过程范例

4.编程实践(Code Example)

在该实例中，我们通过计算HBase表中行数的一个实例，来真实感受协处理器的方便和强大。在旧版的HBase我们需要编写MapReduce代码来汇总数据表中的行数，在0.92以上的版本HBase中，只需要编写客户端的代码即可实现，非常适合用在WebService的封装上。

4.1启用协处理器 Aggregation(Enable Coprocessor Aggregation)

我们有两个方法：1.启动全局aggregation，能过操纵所有的表上的数据。通过修改hbase-site.xml这个文件来实现，只需要添加如下代码：

<property>
   <name>hbase.coprocessor.user.region.classes</name>
   <value>org.apache.hadoop.hbase.coprocessor.AggregateImplementation</value>
 </property>

2.启用表aggregation，只对特定的表生效。通过HBase Shell 来实现。

(1)disable指定表。hbase> disable 'mytable'

(2)添加aggregation hbase> alter 'mytable', METHOD => 'table_att','coprocessor'=>'|org.apache.hadoop.hbase.coprocessor.AggregateImplementation||'

(3)重启指定表 hbase> enable 'mytable'

4.2统计行数代码(Code Snippet)

public class MyAggregationClient { 

private static final byte[] TABLE_NAME = Bytes.toBytes("mytable");
private static final byte[] CF = Bytes.toBytes("vent");
public static void main(String[] args) throws Throwable {
Configuration customConf = new Configuration();
customConf.setStrings("hbase.zookeeper.quorum",
"node0,node1,node2");
//提高RPC通信时长
customConf.setLong("hbase.rpc.timeout", 600000);
//设置Scan缓存
customConf.setLong("hbase.client.scanner.caching", 1000);
Configuration configuration = HBaseConfiguration.create(customConf);
AggregationClient aggregationClient = new AggregationClient(
configuration);
Scan scan = new Scan();
//指定扫描列族，唯一值
scan.addFamily(CF);
long rowCount = aggregationClient.rowCount(TABLE_NAME, null, scan);
System.out.println("row count is " + rowCount);

}
}

5.参考文献(References)

[1]Lai, et al.,(2012-02-01),"Coprocessor Introduction : Apache HBase".Available:https://blogs.apache.org/hbase/entry/coprocessor_introduction

[2]Apache.(2012-08-10),"The Apache HBase Reference Guide".Available:http://hbase.apache.org/book.html#coprocessors

本作品由VentLam创作，采用知识共享署名-非商业性使用-相同方式共享 2.5 中国大陆许可协议进行许可。

HBase Coprocessor 剖析与编程实践（转载http://www.cnblogs.com/ventlam/archive/2012/10/30/2747024.html）的更多相关文章

z-index总结【转载http://www.cnblogs.com/mind/archive/2012/04/01/2198995.html】
元素位置重叠的背景常识 (x)html文档中的元素默认处于普通流(normal flow)中,也就是说其顺序由元素在文档中的先后位置决定,此时一般不会产生重叠(但指定负边距可能产生重叠).当我们用cs ...
C#加密算法汇总(转载)http://www.cnblogs.com/zengxiangzhan/archive/2010/01/30/1659687.html
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 方法一: //须添加对System.Web的引用 ...
<转载>Bootstrap 入门教程 http://www.cnblogs.com/ventlam/archive/2012/05/28/2520703.html 系列
Bootstrap建立了一个响应式的12列格网布局系统,它引入了fixed和fluid-with两种布局方式.我们从全局样式(Global Style),格网系统(Grid System),流式格网( ...
Asp.Net页面生命周期【转载,地址：http://www.cnblogs.com/xhwy/archive/2012/05/20/2510178.html】
一．什么是Asp.Net页面生命周期当我们在浏览器地址栏中输入网址,回车查看页面时,这时会向服务器端(IIS)发送一个request请求,服务器就会判断发送过来的请求页面, 完全识别 HTTP 页 ...
c# 和 java <转载>http://www.cnblogs.com/zhucai/archive/2011/02/16/csharp-compare-java.html
从语法层面来讲,c# 和 java 是非常相似的. <转载> 这篇文章对C#与Java做一个语言级的对比,方便C#转Java或Java转C#的人有个大致了解.这里大致用C#3.0与Java ...
Hadoop上的中文分词与词频统计实践（有待学习 http://www.cnblogs.com/jiejue/archive/2012/12/16/2820788.html）
解决问题的方案 Hadoop上的中文分词与词频统计实践首先来推荐相关材料:http://xiaoxia.org/2011/12/18/map-reduce-program-of-rmm-word-c ...
<转载>C#与JAVA的区别 http://www.cnblogs.com/Asa-Zhu/archive/2012/11/08/2761114.html
C#(C-Sharp)是Microsoft的新编程语言,被誉为“C/C++家族中第一种面向组件的语言”.然而,不管它自己宣称的是什么,许多人认为C#更像是Java的一种克隆,或者是Microsoft用 ...
Invoke and BeginInvoke(转载:http://www.cnblogs.com/worldreason/archive/2008/06/09/1216127.html)
一.为什么Control类提供了Invoke和BeginInvoke机制? 关于这个问题的最主要的原因已经是dotnet程序员众所周知的,我在此费点笔墨再次记录到自己的日志,以便日后提醒一下自己. 1 ...
jquery easyui 弹出消息框 (转载) jQuery EasyUI API 中文文档 - 消息框（Messager） http://www.cnblogs.com/hantianwei/archive/2012/03/19/2407113.html
<html> <head>  <link rel="stylesheet" ty ...

随机推荐

activeMq笔记
安装下载地址:http://activemq.apache.org/download.html 安装教程: http://gerrard-ok.iteye.com/blog/1766203 解压缩: ...
随鼠标移动tab
<script language="javascript"> function tabChange(obj, id) { var ...
IOS的XML文件解析，利用了NSData和NSFileHandle
如果需要了解关于文档对象模型和XML的介绍,参看 http://www.cnblogs.com/xinchrome/p/4890723.html 读取XML 上代码: NSFileHandle *fi ...
Effective Java之并发
并发本身有两个概念:1.互斥性:2.可见性: 先来说一下可见性,就是让共享的变量在进程间可以及时获得最新版本的数据:这里比较简单的方式是为可能被并发修改的全局变量添加上volatile关键字:vola ...
【转】学习ios(必看经典)牛人40天精通iOS开发的学习方法【2015.12.2
原文网址:http://bbs.51cto.com/thread-1099956-1.html 亲爱的学员们: 如今,各路开发者为淘一桶金也纷纷转入iOS开发的行列.你心动了吗?想要行动吗?知道如何做 ...
Python初体验_基础（一）
一:变量变量的赋值: name = "Meng" 上述代码声明了一个变量,变量名为name,变量name的值为:"Meng" 变量定义: 一个在内存存数据的容 ...
有愿意共同发展USB固件做？
有愿意共同发展USB固件做.现在,它使用STC89S52+PDIUSBD12(环教你玩USB开发板)它实现了一个USB键盘,项目地址:https://github.com/artprogramming ...
dev Gridcontrol根据其cell里面的值显示不同颜色
要改变cell值得颜色需要用到cellTemplate和convert <DataTemplate x:Key="PercentageCellColorTemplate"& ...
Core Data & MagicalRecord
iOS 本地数据持久化存储: 1.plist 2.归档 3.NSUserDefaults 4.NSFileManager 5.数据库一.CoreData概述 CoreData是苹果自带的管理数据库的 ...
如何把程序钉到Windows7任务栏(修正版)
源:如何把程序钉到Windows7任务栏(修正版) 在CSDN论坛看到有网友提问如何把程序钉到Windows7的任务栏,ccrun(妖哥)对这个问题很感兴趣,于是google了一下,没有找到相关的AP ...