20100724 HBaseプログラミング

Presented: 07/24/2010Copyright © 2010 Happy-Camper Street.

Presentation Demo

Presented: 07/24/2010

HBase プログラミング～ Scala ソース添え～

@[email protected]://happy-camper.st/

HBaseプログラミング

HBase とは

データモデル

実装

インストール

デモ

問題点とトピックス



Presentation Demo


HBase とはHBase is the Hadoop database.

- 大規模データ (billions of rows X millions of columns)

- ランダムアクセス・リアルタイム読み書き

カラム指向分散データベース

- Bigtable: A Distributed Storage System for Structured Data

- Hadoop (HDFS) 上に構築

・自動シャーディング

・テーブル構造が柔軟

・インデックスなし

・クエリが単純化

・Hadoop MapReduce サポート

・一貫性、CAS 操作

・高可用性

・クラスタのモニタリングと監視


HBase とは

データモデル

実装

インストール

デモ


HBaseプログラミング＞ HBase とは


Presentation Demo


データモデルBigtable を参考に

Column "contents:" Column "anchor:" Column "mime:" Row Key Time Stamp

"com.cnn.www" "CNN"

"CNN.com"

"text/html"

"anchor:cnnsi.com"

"anchor:my.look.ca"

"<html>..."

"<html>..."

"<html>..."

t8

t6

t5

t3

t9

セルの値を取得するには・・・

　　- テーブル名

　　- Row Key

　　- カラムファミリー

　　- 修飾子

　　- バージョンRow = Map<byte[], Map<byte[], Map<Long, byte[]>>>

実際問題、こんな感じ。

例 ) webtable

- 行の特定に Row Key

- あるカラムファミリーに対して、任意の数のカラムを持てる

HBaseプログラミング＞データモデル


HBase とは

データモデル

実装

インストール

デモ


物理配置

その他


Presentation Demo


物理配置物理的には、カラムファミリー毎に保存

リージョン

Row Key の範囲によって分割された領域- リージョンのサイズが大きくなると自動的に分割されていく

Column "contents:" Row Key Time Stamp

"jp.co.cnn"

"<html>..."

"<html>..."

"<html>..." t5

t3

t6

Column "anchor:" Row Key Time Stamp

"jp.co.cnn" "CNN"

"CNN.com"

"anchor:cnnsi.com"

"anchor:my.look.ca" t8

t9

Column "mime:" Row Key Time Stamp

"jp.co.cnn" "text/html"t9

リージョン２

Column "contents:" Row Key Time Stamp

"com.cnn.www"

"<html>..."

"<html>..."

"<html>..." t5

t3

t6

Column "anchor:" Row Key Time Stamp

"com.cnn.www" "CNN"

"CNN.com"

"anchor:cnnsi.com"

"anchor:my.look.ca" t8

t9

Column "mime:" Row Key Time Stamp

"com.cnn.www" "text/html"t9

リージョン１


HBase とは

データモデル

実装

インストール

デモ


物理配置

その他

HBaseプログラミング＞データモデル＞物理配置


Presentation Demo


耐障害性HDFS の NameNode が SPOF

CAP 定理クラスタが分断した場合には、状況によってはシステム停止

ACID 特性１つの Row に対するロックを取得できる

- Row 内のデータの更新を Atomic に実行することが可能。

- Row 内のデータの Consistency は保証される。

- 複数の Row にまたがる更新の Atomicity は確保できない。


HBase とは

データモデル

実装

インストール

デモ


物理配置

その他

HBaseプログラミング＞データモデル＞その他


Presentation Demo


実装

HMaster

RegionServer RegionServer RegionServer

ZooKeeper クラスタ

HDFS

- リージョン割り当て

- リージョンサーバーの障害回復

- 0 個以上のリージョン

- 読み書き要求

- リージョン分割管理

- クラスタ管理


HBase とは

データモデル実装

インストール

デモ


HBase の操作

書き込み

読み込み

その他

HBaseプログラミング＞実装


Presentation Demo


HBase の操作 : メタデータ



HDFS

1. -ROOT- の位置取得

2. -ROOT- から、.META. の位置取得3. .META. からリージョンの位置取得

クライアント


HBase とは


インストール

デモ


HBase の操作

書き込み

読み込み

その他

HBaseプログラミング＞実装＞ HBase の操作


Presentation Demo


HBase の操作 : 書き込み



HDFS

1. 書き込み

2. コミットログ追記

3. メモリキャッシュに追加

4. メモリキャッシュが一杯になったらフラッシュ

クライアント


HBase とは


インストール

デモ


HBase の操作

書き込み

読み込み

その他

HBaseプログラミング＞実装＞ HBase の操作＞書き込み


Presentation Demo


HBase の操作 : 読み込み



HDFS

1. 読み込み

2. メモリキャッシュを調べる

3. フラッシュファイルを調べる

クライアント


HBase とは


インストール

デモ


HBase の操作

書き込み

読み込み

その他

HBaseプログラミング＞実装＞ HBase の操作＞読み込み


Presentation Demo


Compactions

リージョン分割

minor compaction

major compaction

- フラッシュファイルの数が閾値を超えると１つにまとめる。

- リージョンに属するすべてのフラッシュファイルを定期的に１つにまとめる。

フラッシュファイルのサイズが閾値を超えるとリージョン分割

1. 親リージョンがオフラインに

2. .META. に記録して HMaster に通知

3. HMaster が新規リージョンをアサイン

- この間このリージョンへの読み書きは一時停止

- クライアントは子リージョンがオンラインになるまで待ち。


HBase とは


インストール

デモ


HBase の操作

書き込み

読み込み

その他

HBaseプログラミング＞実装＞その他


Presentation Demo


インストールファイルのダウンロード

解凍

起動（スタンドアロンモード )

http://www.apache.org/dyn/closer.cgi/hbase/ から適当なミラーサーバーを選択し、

最新のファイルをダウンロード。 (2010/7/24 現在、0.20.5 が最新安定版 )

適当なディレクトリに解凍。

% pwd/usr/local% tar zxvf /path/to/hbase-0.20.5.tar.gz% ln -s hbase-0.20.5 hbase% mkdir hbase/logs

% /usr/local/hbase/bin/start-hbase.sh


HBase とは


インストール

デモ


最小設定（擬似分散モード）

最小設定（完全分散モード）

HBaseプログラミング＞インストール


Presentation Demo


最小設定 ( 擬似分散モード )

hbase-site.xml

<configuration> <property> <name>hbase.rootdir</name> <value>hdfs://localhost:9000/hbase</value> </property></configuration>

hadoop-env.sh

export HADOOP_CLASSPATH=/usr/local/hbase/conf :/usr/local/hbase/hbase-0.20.5.jar :/usr/local/hbase/lib/zookeeper-3.2.2.jar

hbase-env.sh

export HBASE_CLASSPATH=/usr/local/hadoop/conf

HBaseプログラミング＞インストール＞最小設定（擬似分散モード）


HBase とは


インストール

デモ





Presentation Demo


最小設定 ( 完全分散モード )hbase-site.xml

<configuration> <property> <name>hbase.rootdir</name> <value>hdfs://node0:9000/hbase</value> </property> <property> <name>hbase.cluster.distributed</name> <value>true</value> </property> <property> <name>hbase.zookeeper.quorum</name> <value>node0</value> </property></configuration>

regionservers

rs01rs02・・・


HBase とは


インストール

デモ




HBaseプログラミング＞インストール＞最小設定（完全分散モード）


Presentation Demo


Demoやること

Twitter Streaming API からデータ取り込み

取り込んだデータを MapReduce で解析

データモデル

- 言語 (user:lang) で集計- ソース (status#source) で集計- ハッシュタグ (status#textから抽出) で集計

Column "user:" Column "status:" Row Key ts

"000000000059e658" Status

Status

"status:0000000466161916"

"status:0000000465e3d8a1"5891672L

"Takuya UESHIN"

"user:id"

"user:name"

"ja" "user:lang"

・・・

t1

t2

http://stream.twitter.com/1/statuses/sample.xml?delimited=length

http://hadoop.happy-camper.st/browser/trunk/hbase-twitter


HBase とは

データモデル

実装

インストール

デモ


HBaseプログラミング＞デモ


Presentation Demo



HBase とは

データモデル

実装

インストール

デモ



問題点

ファイルディスクリプタの枯渇

メモリ設定

- メモリを大量に使います。

- スワップアウトが起きない範囲でできるだけ大きく設定する。

- Region Server、HDFS Data Node、Hadoop Task Tracker を同居させるなら最低でも 8GB。

- データファイルをオープンしたまま。

- ファイルシステムの ulimit を超えがち。

- ファイルディスクリプタの ulimit の値を増やす必要がある。

などなど、設定、大変みたいです。。。


Presentation Demo



HBase とは

データモデル

実装

インストール

デモ



トピックスApache Top Level Project へ昇格 (2010/03/10)

Pig/Hive インテグレーション

0.20.6 リリース準備中。

　- 7/26 まで VOTE やってます

バージョンのつけ方が変わります。

　- 0.20 現安定版

　- 0.89 開発版

　　→ 0.90、1.0 へ

- Twitter で Pig と HBase の統合を開発中

- Facebook で Hive と HBase の統合を開発中

などなど、大手も力入れてます。


Presentation Demo


ご静聴ありがとうございました。


HBase とは

データモデル

実装

インストール

デモ



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