HBase文件合并

2019-01-27

由于过多的小文件会影响查找的效率,HBase使用文件合并的方式来解决该问题。

1 HBase 压缩策略

Compaction会从一个region的一个store中选择一些hfile文件进行合并。合并说来原理很简单,先从这些待合并的数据文件中读出KeyValues,再按照由小到大排列后写入一个新的文件中。之后,这个新生成的文件就会取代之前待合并的所有文件对外提供服务。HBase根据合并规模将Compaction分为了两类:Minor Compaction和Major Compaction

  • Minor Compaction:根据配置策略,自动检查小文件,合并到大文件,从而减少碎片文件,然而并不会立马删除掉旧 HFile 文件。
    是指选取一些小的、相邻的StoreFile将他们合并成一个更大的StoreFile,在这个过程中不会处理已经Deleted或Expired的Cell。一次Minor Compaction的结果是更少并且更大的StoreFile。Minor Compaction会影响HBase的性能,所以合并文件的数目是有限制的,默认10个Minor Compaction
  • Major Compaction:与上边不同,每个 CF 中,不管有多少个 HFiles 文件,最终都是将 HFiles 合并到一个大的 HFile 中,并且把所有的旧 HFile 文件删除,即CF 与 HFile 最终变成一一对应的关系。
    是指将所有的StoreFile合并成一个StoreFile,这个过程还会清理三类无意义数据:被删除的数据、TTL过期数据、版本号超过设定版本号的数据。另外,一般情况下,Major Compaction时间会持续比较长,整个过程会消耗大量系统资源,对上层业务有比较大的影响。因此线上业务都会将关闭自动触发Major Compaction功能,改为手动在业务低峰期触发。 Major Compaction

2 选择合适HFile合并

HBase接下来会再判断是否满足major compaction条件,如果满足,就会选择全部文件进行合并。判断条件有下面三条,只要满足其中一条就会执行major compaction:

  1. 用户强制执行major compaction
  2. 长时间没有进行compact(CompactionChecker的判断条件2)且候选文件数小于hbase.hstore.compaction.max(默认10)
  3. Store中含有Reference文件,Reference文件是split region产生的临时文件,只是简单的引用文件,一般必须在compact过程中删除

如果不满足major compaction条件,就必然为minor compaction,HBase主要有两种minor策略:RatioBasedCompactionPolicy和ExploringCompactionPolicy,下面分别进行介绍:

  • RatioBasedCompactionPolicy
    从老到新逐一扫描所有候选文件,满足其中条件之一便停止扫描:
    • 当前文件大小 < 比它更新的所有文件大小总和 * ratio,其中ratio是一个可变的比例,在高峰期时ratio为1.2,非高峰期为5,也就是非高峰期允许compact更大的文件。那什么时候是高峰期,什么时候是非高峰期呢?用户可以配置参数hbase.offpeak.start.hour和hbase.offpeak.end.hour来设置高峰期
    • 当前所剩候选文件数 <= hbase.store.compaction.min(默认为3)

停止扫描后,待合并文件就选择出来了,即为当前扫描文件+比它更新的所有文件

  • ExploringCompactionPolicy 该策略思路基本和RatioBasedCompactionPolicy相同,不同的是,Ratio策略在找到一个合适的文件集合之后就停止扫描了,而Exploring策略会记录下所有合适的文件集合,并在这些文件集合中寻找最优解。最优解可以理解为:待合并文件数最多或者待合并文件数相同的情况下文件大小较小,这样有利于减少compaction带来的IO消耗。

3 执行HFile文件合并

合并流程说起来也简单,主要分为如下几步:

  1. 分别读出待合并hfile文件的KV,并顺序写到位于./tmp目录下的临时文件中
  2. 将临时文件移动到对应region的数据目录
  3. 将compaction的输入文件路径和输出文件路径封装为KV写入WAL日志,并打上compaction标记,最后强制执行sync
  4. 将对应region数据目录下的compaction输入文件全部删除

参考文献

HBase Compaction的前生今世-身世之旅
初涉 HBase