mysql和hbase应用场景对比

时间:2024-03-19 19:09:47
Hadoop是离线计算平台,其中包括分布式文件系统(HDFS)和分布式计算(MapReduce),这本身是无法对响应时间做保证的。但是目前在Hadoop之上的生态系统越来越完善,其中HBase就是支持海量数据、高并发的在线数据库,应对这种场景就非常适合。HBase在这次双十一中与MySQL等在线数据库共同作为线上库使用,承担了重要的责任,并创下了并在全天高压力之下无故障的佳绩。另外非Hadoop生态圈的流式计算框架Storm、S4也同样可以为实时计算分担一定的压力。

CSDN: 你在云计算大会时做的一场有关HBase的报告,主要讲如何用HBase替代MySQL,HBase对比MySQL的优势在哪里?
代志远:准确来说是HBase替换MySQL的一部分应用,这些应用自然是要符合HBase的应用场景(与MySQL对比),比如数据量大、对线性拓展有需求、对自动化运维负载均衡)有要求而且应用模式简单。在支付宝中因其增长速度快,业务量大,造成了很多应用都是数据量庞大而且速度增长快,因此有一些应用迫切需要一个数据库能够支撑现在的业务而降低对关系型的需求,所以尝试了HBase的解决方案。
CSDN: 阿里巴巴在部署Hadoop的过程中有哪些比较好的经验可以跟技术人员分享?
代志远:最重要的是要有一个完善团队,健全的流程。
集群越来越大,要树立以集群稳定性和性能为要领的工作思路。
现在进入Hadoop应用开发领域的人变多,但本身知识因其入行早晚而积累不同,无法对集群的稳定性负责,常常会写出跑死集群的任务(数据库中SQL使用不善也常会如此)。因此要有一个较好的管理流程约束开发人员做到责任分明,以便促使应用开发不仅要对自己的任务负责还要对集群负责,不断学习和检查减少故障的产生。
要有一个好的运维团队,懂硬件、重流程、负责任。
公司在资源和战略上应有所倾斜,重视研发人员加强在研发的投入,毕竟分布式系统的入行门槛相比应用开发的技术门槛要高,当然有好的应用架构师能够取长补短规避大多数问题也是可行的,但单一系统的稳定性还是需要靠人来保证。

CSDN: 请您简要介绍一下本次HBTC2012大会上的议题的内容。
代志远:06年Google发表论文Bigtable,社区随之出现HBase,后Google 08年发表第二代数据库产品MegaStore至今未有社区同类产品出现,现今Google又出现新一代数据库理论Spanner和F1。 而最近几年随之Bigtable和NoSQL的兴起,社区产品HBase逐步走向NoSQL系统的主流产品,优势明显然而缺点也明显,大数据平台下的业务由SQL向NoSQL的迁移比较复杂而应用人员学习成本颇高,并且无法支持事务和多维索引,使得许多业务无法享用来自NoSQL系统中线性拓展能力。
Google内部MegaStore就作为Bigtable的一个补充而出现,在Bigtable的上层支持了SQL,事务、索引、跨机房灾备,并成为大名鼎鼎的Gmail、Google App Engine、Android Market的底层存储。因此我们决定以MegaStore为理论模型进行探索如何在HBase系统上不牺牲线性拓展能力,同时又能提供跨行事务、索引、SQL的功能。

HBase系统故障恢复的优化实践
    其实在第四届中国云计算大会上,当时还在支付宝数据平台的架构师代志远就为大家带来了题为“HBase系统故障恢复的优化实践分享”的精彩演讲,他分析了支付宝海量数据在线处理的现状,以HBase解决方案取代传统MySQL解决方案的技术历程,并详尽分享了Region Server的宕机恢复流程(阅读全文)。

    在Hadoop的体系当中,支持实时的一条线,HBase,支持海量数据库初衷的时候,设计为了设计万一级实时数据库,HBase这个东西经过这几年的发展,已经逐渐成为目前业界当中主要的实时数据库,分布式数据库,像支付宝直接上HBase系统,就是考虑到HBase的先进架构,能够帮助支付宝完成现在很多的海量数据的存储以及在线随机读写高性能的访问和存储。

    不过在HBase的系统当中,体现它的可用性有几个风险。第一个是HBase本身在底层依赖的HDFS,加载了唯一一块数据,单台机器保证一致性,HDFS保持了冗余。第二点,恢复过程当中,Failover过程非常复杂,这个时间消耗越长,作为在线系统,这种时间越长可能会影响到在线访问用户体验。第三点它依赖的HDFS,HBase作为在线数据库依赖HDFS有故障的,经过几小时恢复提供生产业务,对业务方没有直接感受,作为在线系统如果挂掉,如果需要经过近小时恢复时间,恐怕就会直接收到自于支付宝外部的用户投诉了。HBase目前它自己的监控体系尚不完善,目前的监控力度非常得粗,只能监控到单台的Region Server的情况,看不到当前用户表有多少读写比例,看不到当前服务结点写作量多少,读出量多少。

 

 

当我们对于数据结构字段不够确定或杂乱无章很难按一个概念去进行抽取的数据适合用使用什么数据库?答案是什么,如果我们使用的传统数据库,肯定留有多余的字段,10个不行,20个,但是这个严重影响了质量。并且如果面对大数据库,pt级别的数据,这种浪费更是严重的,那么我们该使用是什么数据库?hbase数个不错的选择,那么我们对于hbase还存在下列问题:

 

1.Column Family代表什么?
2.HBase通过row和column确定一份数据,这份数据的值可能有多个版本,为什么会存在多个版本?
3.查询的时候会显示那个版本?
4.它们的存储类型是什么?
5.tableName是什么类型?
6.RowKey 和 ColumnName是什么类型?
7.Timestamp 是什么类型?

8.value 是什么类型?

带着以上几个问题去读下面内容:

 

引言

团队中使用HBase的项目多了起来,对于业务人员而言,通常并不需要从头搭建、维护一套HBase的集群环境,对于其架构细节也不一定要深刻理解(交由HBase集群维护团队负责),迫切需要的是快速理解基本技术来解决业务问题。最近在XX项目轮岗过程中,尝试着从业务人员视角去看HBase,将一些过程记录下来,期望对快速了解HBase、掌握相关技术来开展工作的业务人员有点帮助。我觉得作为一个初次接触HBase的业务开发测试人员,他需要迫切掌握的至少包含以下几点:
深入理解HTable,掌握如何结合业务设计高性能的HTable

掌握与HBase的交互,反正是离不开数据的增删改查,通过HBase Shell命令及Java Api都是需要的

掌握如何用MapReduce分析HBase里的数据,HBase里的数据总要分析的,用MapReduce是其中一种方式

掌握如何测试HBase MapReduce,总不能光写不管正确性吧,debug是需要的吧,看看如何在本机单测debug吧



本系列将围绕以上几点展开,篇幅较长,如果是HBase初学者建议边读边练,对于HBase比较熟练的,可以选读下,比如关注下HBase的MapReduce及其测试方法。

从一个示例说起

传统的关系型数据库想必大家都不陌生,我们将以一个简单的例子来说明使用RDBMS和HBase各自的解决方式及优缺点。
以博文为例,RDBMS的表设计如下:


mysql和hbase应用场景对比 

为了方便理解,我们以一些数据示例下

mysql和hbase应用场景对比 

上面的例子,我们用HBase可以按以下方式设计

mysql和hbase应用场景对比 

同样为了方便理解,我们以一些数据示例下,同时用红色标出了一些关键概念,后面会解释

mysql和hbase应用场景对比 


HTable一些基本概念

Row key

行主键, HBase不支持条件查询和Order by等查询,读取记录只能按Row key(及其range)或全表扫描,因此Row key需要根据业务来设计以利用其存储排序特性(Table按Row key字典序排序如1,10,100,11,2)提高性能。

Column Family(列族)

在表创建时声明,每个Column Family为一个存储单元。在上例中设计了一个HBase表blog,该表有两个列族:article和author。

Column(列)

HBase的每个列都属于一个列族,以列族名为前缀,如列article:title和article:content属于article列族,author:name和author:nickname属于author列族。
Column不用创建表时定义即可以动态新增,同一Column Family的Columns会群聚在一个存储单元上,并依Column key排序,因此设计时应将具有相同I/O特性的Column设计在一个Column Family上以提高性能。同时这里需要注意的是:这个列是可以增加和删除的,这和我们的传统数据库很大的区别。所以他适合非结构化数据。

Timestamp

HBase通过row和column确定一份数据,这份数据的值可能有多个版本,不同版本的值按照时间倒序排序,即最新的数据排在最前面,查询时默认返回最新版本。如上例中row key=1的author:nickname值有两个版本,分别为1317180070811对应的“一叶渡江”和1317180718830对应的“yedu”(对应到实际业务可以理解为在某时刻修改了nickname为yedu,但旧值仍然存在)。Timestamp默认为系统当前时间(精确到毫秒),也可以在写入数据时指定该值。
Value

每个值通过4个键唯一索引,tableName+RowKey+ColumnKey+Timestamp=>value,例如上例中{tableName=’blog’,RowKey=’1’,ColumnName=’author:nickname’,Timestamp=’ 1317180718830’}索引到的唯一值是“yedu”。

存储类型

TableName 是字符串
RowKey 和 ColumnName 是二进制值(Java 类型 byte[])
Timestamp 是一个 64 位整数(Java 类型 long)
value 是一个字节数组(Java类型 byte[])。


存储结构

可以简单的将HTable的存储结构理解为

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即HTable按Row key自动排序,每个Row包含任意数量个Columns,Columns之间按Column key自动排序,每个Column包含任意数量个Values。理解该存储结构将有助于查询结果的迭代。

话说什么情况需要HBase

半结构化或非结构化数据

对于数据结构字段不够确定或杂乱无章很难按一个概念去进行抽取的数据适合用HBase。以上面的例子为例,当业务发展需要存储author的email,phone,address信息时RDBMS需要停机维护,而HBase支持动态增加.


记录非常稀疏

RDBMS的行有多少列是固定的,为null的列浪费了存储空间。而如上文提到的,HBase为null的Column不会被存储,这样既节省了空间又提高了读性能。


多版本数据

如上文提到的根据Row key和Column key定位到的Value可以有任意数量的版本值,因此对于需要存储变动历史记录的数据,用HBase就非常方便了。比如上例中的author的Address是会变动的,业务上一般只需要最新的值,但有时可能需要查询到历史值。


超大数据量

当数据量越来越大,RDBMS数据库撑不住了,就出现了读写分离策略,通过一个Master专门负责写操作,多个Slave负责读操作,服务器成本倍增。随着压力增加,Master撑不住了,这时就要分库了,把关联不大的数据分开部署,一些join查询不能用了,需要借助中间层。随着数据量的进一步增加,一个表的记录越来越大,查询就变得很慢,于是又得搞分表,比如按ID取模分成多个表以减少单个表的记录数。经历过这些事的人都知道过程是多么的折腾。采用HBase就简单了,只需要加机器即可,HBase会自动水平切分扩展,跟Hadoop的无缝集成保障了其数据可靠性(HDFS)和海量数据分析的高性能(MapReduce)。