用DeBug的方式，帶你掌握HBase檔案在Snapshot的各種變化
摘要：掌握Snapshot可以幫助我們很好的完成HBase資料備份和資料遷移的工作。
簡介
HBase的Snapshot功能可以在不復制資料的情況下，快速克隆一張表，完成一次資料備份。通過Snapshot，我們在做應用升級之前生成一個快照，後續如果遇到問題可以快速回滾到快照點。Snapshot過程不涉及底層資料檔案的拷貝和移動，只是對檔案做了記錄，儲存了一份原始檔案的指標記錄，所以非常迅速，掌握Snapshot可以幫助我們很好的完成HBase資料備份和資料遷移的工作。
快照檔案
● 對一個表“mytable“，執行快照命令
hbase(main):078:0> snapshot 'mytable','snapshot-test' 0 row(s) in 1.1110 seconds
● 在HDFS目錄下.hbase-snapshot中會生成一個生成一個以快照名字“snapshot-test”命名的snapshot資料夾
(本文HDFS中hbase的根目錄為/d-hbase)
./hdfs dfs -ls /d-hbase/.hbase-snapshot Found 2 items drwxr-xr-x - root supergroup /d-hbase/.hbase-snapshot/.tmp drwxr-xr-x - root supergroup /d-hbase/.hbase-snapshot/snapshot-test
● Region的所有元資料及HFile資訊會記錄到snapshot資料夾中，資料夾中有2個檔案，其中.snapshotinfo為snapshot基本資訊，包含表名稱和snapshot名，data.manifest為snapshot執行後生成的元資料資訊，裡面包含了表的schema資訊，region資訊，以及HFile指標
./hdfs dfs -ls /d-hbase/.hbase-snapshot/snapshot-test Found 2 items -rw-r--r-- 1 root supergroup /d-hbase/.hbase-snapshot/snapshot-test/.snapshotinfo -rw-r--r-- 1 root supergroup /d-hbase/.hbase-snapshot/snapshot-test/data.manifest
這裡我們通過Java程式碼去解讀這兩個檔案，參考HBase的工具類ExportSnapshot.java中對快照檔案的解析程式碼
final List<Pair<SnapshotProtos.SnapshotFileInfo, Long>> files = new ArrayList<>();
HBaseProtos.SnapshotDescription snapshotDesc = SnapshotDescriptionUtils.readSnapshotInfo(fs, snapshotDir);
final TableName table = TableName.valueOf(snapshotDesc.getTable());
SnapshotReferenceUtil.visitReferencedFiles(conf, fs, snapshotDir, snapshotDesc, (regionInfo, family, storeFile) -> {
if (!storeFile.hasReference()) {
String region = regionInfo.getEncodedName();
String hfile = storeFile.getName();
Path path = HFileLink.createPath(table, region, family, hfile);
SnapshotProtos.SnapshotFileInfo fileInfo = SnapshotProtos.SnapshotFileInfo.newBuilder().setType(SnapshotProtos.SnapshotFileInfo.Type.HFILE).setHfile(path.toString()).build();
long size;
if (storeFile.hasFileSize()) {
size = storeFile.getFileSize();
} else {
size = HFileLink.buildFromHFileLinkPattern(conf, path).getFileStatus(fs).getLen();
}
files.add(new Pair<>(fileInfo, size));
}
});通過讀取.snapshotinfo得到了snapshotDesc，這個物件中，主要包含了本次snapshot的name和table
通過讀取data.manifest得到了本次Snapshots涉及到哪些region以及關聯的HFile
這裡解析出來的路徑格式為 <列族>/<表名>=<reigon名>-<HFile>
解析這個格式，就能得到 “表名”，“列族”，“region”，“HFile”，有了上述資訊，就基本能夠找到原始的HFile路徑。這個HFile的位置可能在data目錄下面，也可能在archive目錄中，因為表進行過major_compact，HFile會進入archive目錄下。所以ExportSnapshot工具在查詢snapshot對應的HFile檔案時，也是找的data目錄或者archive目錄。
Clone表的Snapshot
接下來看一下，對clone_snapshot複製出來的表再進行snapshot快照，表中的檔案變化是怎樣的
執行命令，使用snapshot複製出一張表“clone_table”
clone_snapshot 'snapshot-test', 'clone_table'
檢視clone出來的表的檔案路徑，可以看到這裡的HFile其實是個連結檔案，連結的是"mytable"表下的eddf78bf298819342f48b8199b3e5269這個Region的5b089dc6f7ca4fb8932aa2899a85f9b2檔案
./hdfs dfs -ls /d-hbase/data/default/clone_table/9fe93242bd8a96c80f350f829504cba2/fam Found 1 items -rw-r--r-- 1 root supergroup /d-hbase/data/default/clone_table/9fe93242bd8a96c80f350f829504cba2/fam/mytable=eddf78bf298819342f48b8199b3e5269-5b089dc6f7ca4fb8932aa2899a85f9b2
此時觀察原始表"mytable"的archive下，已經有一個back-reference檔案，以.links-開頭的
./hdfs dfs -ls /d-hbase/archive/data/default/mytable/eddf78bf298819342f48b8199b3e5269/fam Found 1 items drwxr-xr-x - root supergroup /d-hbase/archive/data/default/mytable/eddf78bf298819342f48b8199b3e5269/fam/.links-5b089dc6f7ca4fb8932aa2899a85f9b2
如果此時對clone表，做major_compact
major_compact 'clone_table'
此時會生成一個新的region檔案，這是一個真實的資料檔案
./hdfs dfs -ls /d-hbase/data/default/clone_table/9fe93242bd8a96c80f350f829504cba2/fam Found 2 items -rw-r--r-- 1 root supergroup 5084 /d-hbase/data/default/clone_table/9fe93242bd8a96c80f350f829504cba2/fam/50a43588d8b145f89a46649d34ecea42 -rw-r--r-- 1 root supergroup 0 /d-hbase/data/default/clone_table/9fe93242bd8a96c80f350f829504cba2/fam/mytable=eddf78bf298819342f48b8199b3e5269-5b089dc6f7ca4fb8932aa2899a85f9b2
那個連結檔案“mytable=eddf78bf298819342f48b8199b3e5269-5b089dc6f7ca4fb8932aa2899a85f9b2”，被移除
./hdfs dfs -ls /d-hbase/data/default/clone_table/9fe93242bd8a96c80f350f829504cba2/fam Found 1 items -rw-r--r-- 1 root supergroup 5084 /d-hbase/data/default/clone_table/9fe93242bd8a96c80f350f829504cba2/fam/50a43588d8b145f89a46649d34ecea42
表在split時的Snapshot
接著對上面那個”clone_table“表進行split，並在split過程中的同時執行snapshot
split 'clone_table','3' snapshot 'clone_table','clone_table_snapshot'
初始時，在data目錄下，父reigon的目錄9fe93242bd8a96c80f350f829504cba2目錄仍然在，
./hdfs dfs -ls /d-hbase/data/default/clone_table/ Found 5 items drwxr-xr-x - root supergroup 0 /d-hbase/data/default/clone_table/.tabledesc drwxr-xr-x - root supergroup 0 /d-hbase/data/default/clone_table/.tmp drwxr-xr-x - root supergroup 0 /d-hbase/data/default/clone_table/4169b0c3083febcc11ed6e8e716d6f93 drwxr-xr-x - root supergroup 0 /d-hbase/data/default/clone_table/611efc98e1c72502a0c31536866c4cce drwxr-xr-x - root supergroup 0 /d-hbase/data/default/clone_table/9fe93242bd8a96c80f350f829504cba2
分裂完成後，data目錄下的父region目錄9fe93242bd8a96c80f350f829504cba2被移除
./hdfs dfs -ls /d-hbase/data/default/clone_table/ Found 4 items drwxr-xr-x - root supergroup 0 /d-hbase/data/default/clone_table/.tabledesc drwxr-xr-x - root supergroup 0 /d-hbase/data/default/clone_table/.tmp drwxr-xr-x - root supergroup 0 /d-hbase/data/default/clone_table/4169b0c3083febcc11ed6e8e716d6f93 drwxr-xr-x - root supergroup 0 /d-hbase/data/default/clone_table/611efc98e1c72502a0c31536866c4cce
同時觀察archive目錄，一開始也是有父reigon和子region的目錄，子reigon裡面的檔案是split產生的reference檔案，連結的是父reigon的HFile，都是“50a43588d8b145f89a46649d34ecea42-9fe93242bd8a96c80f350f829504cba2”
過了幾分鐘後，只剩下了父reigon的目錄
./hdfs dfs -ls /d-hbase/archive/data/default/clone_table/9fe93242bd8a96c80f350f829504cba2/fam Found 1 items -rw-r--r-- 1 root supergroup 5084 /d-hbase/archive/data/default/clone_table/9fe93242bd8a96c80f350f829504cba2/fam/50a43588d8b145f89a46649d34ecea42
此時，再通過之前的java程式碼分析data.manifest中的資訊，
發現這裡是包含父Region以及分裂後的2個子Region的HFile資訊，且關聯的子Region裡的HFile也是分裂後真實存在的。
這裡突然有個疑問，假如後面根據這個檔案資訊去恢復資料時，會不會重複去把父Region和子Region都去恢復，於是執行了ExportSnapshot命令，將snapshot對應的檔案到匯出來，匯出來的也是包含這3個Region的真實資料檔案，這表明此過程中的確會出現有重複資料檔案的問題，雖然多個檔案會包含同一份資料，不過對業務不會有影響，會隨著後續Compact消除掉。
後續繼續做了幾次相同的試驗，在split過程中執行snapshot，data.manifest中有時候出現1個父Region和2個子Region的資訊，有時候出現1個父Region和1個子Region的資訊，說明打快照是對錶的HFile瞬時的記錄，並不會特意去等待分裂完成。
瞭解快照檔案的意義
可以基於快照的原理去開發HBase全量資料遷移工具，解析快照元資料，獲得表的所有檔案路徑列表，從而不依賴ExportSnapshot工具，進行更靈活的檔案遷移，將表的所有檔案通過流的方式拷貝到目的叢集HDFS中，進而可以使用LoadIncrementalHFiles這樣的工具，將HFile裝載到新的表中。
本文分享自華為雲社群《看看HBase Snapshot中表的檔案是怎樣變化的》，原文作者：Lettle whale 。
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