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1、概述：最近，有一些工程師問我有關HBase的基本架構的問題，其實這個問題僅僅說架構是非常簡單，但是需要理解。在這裡，我覺得可以用HDFS的架構作為借鑑。（其實像Hadoop生態系統中的大部分組建的架構原理是類似，不信你往下看）

2、介紹架構

（1）HDFS例子

      在這裡我以我比較熟悉的HDFS分散式檔案系統作為一個例子來簡單說明一下。首先我對HDFS的架構做一個簡單的說明：

      HDFS分散式檔案系統主要三個組建：NameNode和DataNode以及SecondaryNameNode。Namenode主要負責維護檔案系統的元資料資訊，DataNode則是負責實際儲存對應資料分片的節點。

      它的主要工作原理是客戶端（client）通過傳送一個請求（讀寫請求）時，首先會從NameNode中獲取對應的元資料資訊，這個元資料資訊包含了對應 請求的資料所在的位置、大小等資訊。獲取到這些元資料資訊後，client直接從對應的DataNode上執行對應的請求。這就是整個請求的響應過程。這 簡單吧。當然這裡並沒有講到SecondaryNameNode，它的作用主要是用來合併fsimage和edits檔案來減少NameNode重啟的時 間，還可以用來作為資料的一個冷備份。

      好了，HDFS分散式檔案系統的架構和原理簡單的理解就是上面的內容了。下面來看看HBase的架構和原理吧。

（2）HBase（正題）

     有了HDFS的基本原理對比之後，我們用同樣的思維看HBase：與HDFS一樣，HBase有Master和RegionServer（當然，這裡還 需要用到Zookeeper）。在這裡其實Zookeeper充當了類似NameNode的角色，Master的角色實際上是維護整個列式儲存叢集的執行 （如分配或切分Region，檢查失效的RegionServer），RegionServer的角色當然跟Datanode的角色類似啦。

　 　HBase的主要原理：客戶端（Client）傳送對應的請求（增、刪、改、查），首先客戶端會從Zookeeper中獲取一個-ROOT-的表的元信 息（即-ROOT-的位置）；第二步，客戶端就去讀取對應的-ROOT-表的資訊，-ROOT-表中儲存了對應的Meta的元資料資訊；第三步，客戶端知 道了Meta表元資料資訊後就去讀取對應Meta表的資訊，Meta表儲存了對應存放資料的RegionServer的位置資訊等；第四步，就去獲取對應 RegionServer上的資料。

　　HBase中比較重要的RegionServer，它上面包含的內容有：WAL(HLog)、BlockCache、Region、MemStore、StoreFile（HFile新版本的改進），下面主要講一下這些個名詞的原理和含義：

　　a）　　WAL：Write Ahead Log即提前寫日誌（Log），根據字面意思就知道，在寫操作的時候，就是先要寫入到該日誌檔案中。所有寫操作都會先保證將資料寫入這個Log檔案後，才 會真正更新MemStore，最後寫入HFile中。這樣可以在RegionServer掛掉後，通過WAL來恢復資料，從而避免資料的丟失。一般一個 RegionServer只有一個WAL例項，也就是說一個RegionServer的所有WAL寫都是序列的，你可能會覺得這會有效能問題，因而在 HBase 1.0之後，通過HBASE-5699實現了多個WAL並行寫(MultiWAL)，該實現採用HDFS的多個管道寫，以單個HRegion為單位。

　　b)　　BlockCache：它是一個讀快取，即“引用區域性性”原理。

　　c)　　Region：它是一個Table在一個RegionServer中的儲存單元，也是分散式存 儲的最小單元。一個Table可以有一個或多個Region，他們可以在一個相同的RegionServer上，也可以分佈在不同的 RegionServer上，一個RegionServer可以有多個Region，他們分別屬於不同的Table。Region由多個Store構成， 每個Store對應了一個Table在這個Region中的一個Column Family，即每個Column Family就是一個集中的儲存單元，因而最好將具有相近IO特性的Column儲存在一個Column Family，以實現高效讀取(資料區域性性原理，可以提高快取的命中率)。Store是HBase中儲存的核心，它實現了讀寫HDFS功能，一個 Store由一個MemStore 和0個或多個StoreFile組成。

　　d)　　MemStore是一個寫快取(In Memory Sorted Buffer)，所有資料的寫在完成WAL日誌寫後，再寫入MemStore中，由MemStore根據一定的演算法將資料Flush到地層HDFS檔案中 (HFile)，通常每個HRegion中的每個 Column Family有一個自己的MemStore。

　　e)　　HFile(StoreFile) 用於儲存HBase的資料(Cell/KeyValue)。在HFile中的資料是按RowKey、Column Family、Column排序，對相同的Cell(即這三個值都一樣)，則按timestamp倒序排列。