static final Configuration conf = HBaseConfiguration.create(); 
static final String table_log_name = “user_log”; 
wTableLog = new HTable[tableN]; 
for (int i = 0; i < tableN; i++) { 
    wTableLog[i] = new HTable(conf, table_log_name); 
    wTableLog[i].setWriteBufferSize(5 * 1024 * 1024); //5MB 
    wTableLog[i].setAutoFlush(false); 
} 

2.2 HTable參數(shù)設(shè)置

通過調(diào)用HTable.setAutoFlush(false)方法可以將HTable寫客戶端的自動flush關(guān)閉，這樣可以批量寫入數(shù)據(jù)到HBase，而不是有一條put就執(zhí)行一次更新，只有當(dāng)put填滿客戶端寫緩存時，才實(shí)際向HBase服務(wù)端發(fā)起寫請求。默認(rèn)情況下auto flush是開啟的。

2.2.2 Write Buffer

通過調(diào)用HTable.setWriteBufferSize(writeBufferSize)方法可以設(shè)置HTable客戶端的寫buffer大小，如果新設(shè)置的buffer小于當(dāng)前寫buffer中的數(shù)據(jù)時，buffer將會被flush到服務(wù)端。其中，writeBufferSize的單位是byte字節(jié)數(shù)，可以根據(jù)實(shí)際寫入數(shù)據(jù)量的多少來設(shè)置該值。

2.2.3 WAL Flag

在HBae中，客戶端向集群中的RegionServer提交數(shù)據(jù)時（Put/Delete操作），首先會先寫WAL（Write Ahead Log）日志（即HLog，一個RegionServer上的所有Region共享一個HLog），只有當(dāng)WAL日志寫成功后，再接著寫MemStore，然后客戶端被通知提交數(shù)據(jù)成功；如果寫WAL日志失敗，客戶端則被通知提交失敗。這樣做的好處是可以做到RegionServer宕機(jī)后的數(shù)據(jù)恢復(fù)。

因此，對于相對不太重要的數(shù)據(jù)，可以在Put/Delete操作時，通過調(diào)用Put.setWriteToWAL(false)或Delete.setWriteToWAL(false)函數(shù)，放棄寫WAL日志，從而提高數(shù)據(jù)寫入的性能。

值得注意的是：謹(jǐn)慎選擇關(guān)閉WAL日志，因?yàn)檫@樣的話，一旦RegionServer宕機(jī)，Put/Delete的數(shù)據(jù)將會無法根據(jù)WAL日志進(jìn)行恢復(fù)。

2.3 批量寫

通過調(diào)用HTable.put(Put)方法可以將一個指定的row key記錄寫入HBase，同樣HBase提供了另一個方法：通過調(diào)用HTable.put(List<Put>)方法可以將指定的row key列表，批量寫入多行記錄，這樣做的好處是批量執(zhí)行，只需要一次網(wǎng)絡(luò)I/O開銷，這對于對數(shù)據(jù)實(shí)時性要求高，網(wǎng)絡(luò)傳輸RTT高的情景下可能帶來明顯的性能提升。

2.4 多線程并發(fā)寫

在客戶端開啟多個HTable寫線程，每個寫線程負(fù)責(zé)一個HTable對象的flush操作，這樣結(jié)合定時flush和寫buffer（writeBufferSize），可以既保證在數(shù)據(jù)量小的時候，數(shù)據(jù)可以在較短時間內(nèi)被flush（如1秒內(nèi)），同時又保證在數(shù)據(jù)量大的時候，寫buffer一滿就及時進(jìn)行flush。下面給個具體的例子：

for (int i = 0; i < threadN; i++) { 
    Thread th = new Thread() { 
        public void run() { 
            while (true) { 
                try { 
                    sleep(1000); //1 second 
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace(); 
                } 
                                synchronized (wTableLog[i]) { 
                    try { 
                        wTableLog[i].flushCommits(); 
                    } catch (IOException e) { 
                        e.printStackTrace(); 
                    } 
                } 
            } 
                } 
    }; 
    th.setDaemon(true); 
    th.start(); 
} 

3. 讀表操作

3.1 多HTable并發(fā)讀

創(chuàng)建多個HTable客戶端用于讀操作，提高讀數(shù)據(jù)的吞吐量，一個例子：

static final Configuration conf = HBaseConfiguration.create(); 
static final String table_log_name = “user_log”; 
rTableLog = new HTable[tableN]; 
for (int i = 0; i < tableN; i++) { 
    rTableLog[i] = new HTable(conf, table_log_name); 
    rTableLog[i].setScannerCaching(50); 
} 

3.2 HTable參數(shù)設(shè)置

3.2.1 Scanner Caching

通過調(diào)用HTable.setScannerCaching(int scannerCaching)可以設(shè)置HBase scanner一次從服務(wù)端抓取的數(shù)據(jù)條數(shù)，默認(rèn)情況下一次一條。通過將此值設(shè)置成一個合理的值，可以減少scan過程中next()的時間開銷，代價是scanner需要通過客戶端的內(nèi)存來維持這些被cache的行記錄。

3.2.2 Scan Attribute Selection

scan時指定需要的Column Family，可以減少網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)量，否則默認(rèn)scan操作會返回整行所有Column Family的數(shù)據(jù)。

3.2.3 Close ResultScanner

通過scan取完數(shù)據(jù)后，記得要關(guān)閉ResultScanner，否則RegionServer可能會出現(xiàn)問題（對應(yīng)的Server資源無法釋放）。

3.3 批量讀

通過調(diào)用HTable.get(Get)方法可以根據(jù)一個指定的row key獲取一行記錄，同樣HBase提供了另一個方法：通過調(diào)用HTable.get(List)方法可以根據(jù)一個指定的row key列表，批量獲取多行記錄，這樣做的好處是批量執(zhí)行，只需要一次網(wǎng)絡(luò)I/O開銷，這對于對數(shù)據(jù)實(shí)時性要求高而且網(wǎng)絡(luò)傳輸RTT高的情景下可能帶來明顯的性能提升。

3.4 多線程并發(fā)讀

在客戶端開啟多個HTable讀線程，每個讀線程負(fù)責(zé)通過HTable對象進(jìn)行g(shù)et操作。下面是一個多線程并發(fā)讀取HBase，獲取店鋪一天內(nèi)各分鐘PV值的例子：

public class DataReaderServer { 
     //獲取店鋪一天內(nèi)各分鐘PV值的入口函數(shù) 
     public static ConcurrentHashMap getUnitMinutePV(long uid, long startStamp, long endStamp){ 
         long min = startStamp; 
         int count = (int)((endStamp - startStamp) / (60*1000)); 
         List lst = new ArrayList(); 
         for (int i = 0; i <= count; i++) { 
            min = startStamp + i * 60 * 1000; 
            lst.add(uid + "_" + min); 
         } 
         return parallelBatchMinutePV(lst); 
     } 
      //多線程并發(fā)查詢，獲取分鐘PV值 
private static ConcurrentHashMap parallelBatchMinutePV(List lstKeys){ 
        ConcurrentHashMap hashRet = new ConcurrentHashMap(); 
        int parallel = 3; 
        List<List<String>> lstBatchKeys  = null; 
        if (lstKeys.size() < parallel ){ 
            lstBatchKeys  = new ArrayList<List<String>>(1); 
            lstBatchKeys.add(lstKeys); 
        } 
        else{ 
            lstBatchKeys  = new ArrayList<List<String>>(parallel); 
            for(int i = 0; i < parallel; i++  ){ 
                List lst = new ArrayList(); 
                lstBatchKeys.add(lst); 
            } 
  
            for(int i = 0 ; i < lstKeys.size() ; i ++ ){ 
                lstBatchKeys.get(i%parallel).add(lstKeys.get(i)); 
            } 
        } 
  
        List >> futures = new ArrayList >>(5); 
  
        ThreadFactoryBuilder builder = new ThreadFactoryBuilder(); 
        builder.setNameFormat("ParallelBatchQuery"); 
        ThreadFactory factory = builder.build(); 
        ThreadPoolExecutor executor = (ThreadPoolExecutor) Executors.newFixedThreadPool(lstBatchKeys.size(), factory); 
  
        for(List keys : lstBatchKeys){ 
            Callable< ConcurrentHashMap > callable = new BatchMinutePVCallable(keys); 
            FutureTask< ConcurrentHashMap > future = (FutureTask< ConcurrentHashMap >) executor.submit(callable); 
            futures.add(future); 
        } 
        executor.shutdown(); 
  
        // Wait for all the tasks to finish 
        try { 
          boolean stillRunning = !executor.awaitTermination( 
              5000000, TimeUnit.MILLISECONDS); 
          if (stillRunning) { 
            try { 
                executor.shutdownNow(); 
            } catch (Exception e) { 
                // TODO Auto-generated catch block 
                e.printStackTrace(); 
            } 
          } 
        } catch (InterruptedException e) { 
          try { 
              Thread.currentThread().interrupt(); 
          } catch (Exception e1) { 
            // TODO Auto-generated catch block 
            e1.printStackTrace(); 
          } 
        } 
  
        // Look for any exception 
        for (Future f : futures) { 
          try { 
              if(f.get() != null) 
              { 
                  hashRet.putAll((ConcurrentHashMap)f.get()); 
              } 
          } catch (InterruptedException e) { 
            try { 
                 Thread.currentThread().interrupt(); 
            } catch (Exception e1) { 
                // TODO Auto-generated catch block 
                e1.printStackTrace(); 
            } 
          } catch (ExecutionException e) { 
            e.printStackTrace(); 
          } 
        } 
  
        return hashRet; 
    } 
     //一個線程批量查詢，獲取分鐘PV值 
    protected static ConcurrentHashMap getBatchMinutePV(List lstKeys){ 
        ConcurrentHashMap hashRet = null; 
        List lstGet = new ArrayList(); 
        String[] splitValue = null; 
        for (String s : lstKeys) { 
            splitValue = s.split("_"); 
            long uid = Long.parseLong(splitValue[0]); 
            long min = Long.parseLong(splitValue[1]); 
            byte[] key = new byte[16]; 
            Bytes.putLong(key, 0, uid); 
            Bytes.putLong(key, 8, min); 
            Get g = new Get(key); 
            g.addFamily(fp); 
            lstGet.add(g); 
        } 
        Result[] res = null; 
        try { 
            res = tableMinutePV[rand.nextInt(tableN)].get(lstGet); 
        } catch (IOException e1) { 
            logger.error("tableMinutePV exception, e=" + e1.getStackTrace()); 
        } 
  
        if (res != null && res.length > 0) { 
            hashRet = new ConcurrentHashMap(res.length); 
            for (Result re : res) { 
                if (re != null && !re.isEmpty()) { 
                    try { 
                        byte[] key = re.getRow(); 
                        byte[] value = re.getValue(fp, cp); 
                        if (key != null && value != null) { 
                            hashRet.put(String.valueOf(Bytes.toLong(key, 
                                    Bytes.SIZEOF_LONG)), String.valueOf(Bytes 
                                    .toLong(value))); 
                        } 
                    } catch (Exception e2) { 
                        logger.error(e2.getStackTrace()); 
                    } 
                } 
            } 
        } 
  
        return hashRet; 
    } 
} 
//調(diào)用接口類，實(shí)現(xiàn)Callable接口 
class BatchMinutePVCallable implements Callable>{ 
     private List keys; 
  
     public BatchMinutePVCallable(List lstKeys ) { 
         this.keys = lstKeys; 
     } 
  
     public ConcurrentHashMap call() throws Exception { 
         return DataReadServer.getBatchMinutePV(keys); 
     } 
} 

3.5 緩存查詢結(jié)果

對于頻繁查詢HBase的應(yīng)用場景，可以考慮在應(yīng)用程序中做緩存，當(dāng)有新的查詢請求時，首先在緩存中查找，如果存在則直接返回，不再查詢HBase；否則對HBase發(fā)起讀請求查詢，然后在應(yīng)用程序中將查詢結(jié)果緩存起來。至于緩存的替換策略，可以考慮LRU等常用的策略。

3.6 Blockcache

HBase上Regionserver的內(nèi)存分為兩個部分，一部分作為Memstore，主要用來寫；另外一部分作為BlockCache，主要用于讀。

寫請求會先寫入Memstore，Regionserver會給每個region提供一個Memstore，當(dāng)Memstore滿64MB以后，會啟動 flush刷新到磁盤。當(dāng)Memstore的總大小超過限制時（heapsize * hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit * 0.9），會強(qiáng)行啟動flush進(jìn)程，從***的Memstore開始flush直到低于限制。

讀請求先到Memstore中查數(shù)據(jù)，查不到就到BlockCache中查，再查不到就會到磁盤上讀，并把讀的結(jié)果放入BlockCache。由于BlockCache采用的是LRU策略，因此BlockCache達(dá)到上限(heapsize * hfile.block.cache.size * 0.85)后，會啟動淘汰機(jī)制，淘汰掉最老的一批數(shù)據(jù)。

一個Regionserver上有一個BlockCache和N個Memstore，它們的大小之和不能大于等于heapsize * 0.8，否則HBase不能啟動。默認(rèn)BlockCache為0.2，而Memstore為0.4。對于注重讀響應(yīng)時間的系統(tǒng)，可以將 BlockCache設(shè)大些，比如設(shè)置BlockCache=0.4，Memstore=0.39，以加大緩存的命中率。

有關(guān)BlockCache機(jī)制，請參考這里：HBase的Block cache，HBase的blockcache機(jī)制，hbase中的緩存的計(jì)算與使用。

4.數(shù)據(jù)計(jì)算

4.1 服務(wù)端計(jì)算

Coprocessor運(yùn)行于HBase RegionServer服務(wù)端，各個Regions保持對與其相關(guān)的coprocessor實(shí)現(xiàn)類的引用，coprocessor類可以通過RegionServer上classpath中的本地jar或HDFS的classloader進(jìn)行加載。

目前，已提供有幾種coprocessor：

Coprocessor：提供對于region管理的鉤子，例如region的open/close/split/flush/compact等；
RegionObserver：提供用于從客戶端監(jiān)控表相關(guān)操作的鉤子，例如表的get/put/scan/delete等；
Endpoint：提供可以在region上執(zhí)行任意函數(shù)的命令觸發(fā)器。一個使用例子是RegionServer端的列聚合，這里有代碼示例。
以上只是有關(guān)coprocessor的一些基本介紹，本人沒有對其實(shí)際使用的經(jīng)驗(yàn)，對它的可用性和性能數(shù)據(jù)不得而知。感興趣的同學(xué)可以嘗試一下，歡迎討論。

4.2 寫端計(jì)算

4.2.1 計(jì)數(shù)

HBase本身可以看作是一個可以水平擴(kuò)展的Key-Value存儲系統(tǒng)，但是其本身的計(jì)算能力有限（Coprocessor可以提供一定的服務(wù)端計(jì)算），因此，使用HBase時，往往需要從寫端或者讀端進(jìn)行計(jì)算，然后將最終的計(jì)算結(jié)果返回給調(diào)用者。舉兩個簡單的例子：

PV計(jì)算：通過在HBase寫端內(nèi)存中，累加計(jì)數(shù)，維護(hù)PV值的更新，同時為了做到持久化，定期（如1秒）將PV計(jì)算結(jié)果同步到HBase中，這樣查詢端最多會有1秒鐘的延遲，能看到秒級延遲的PV結(jié)果。
分鐘PV計(jì)算：與上面提到的PV計(jì)算方法相結(jié)合，每分鐘將當(dāng)前的累計(jì)PV值，按照rowkey + minute作為新的rowkey寫入HBase中，然后在查詢端通過scan得到當(dāng)天各個分鐘以前的累計(jì)PV值，然后順次將前后兩分鐘的累計(jì)PV值相減，就得到了當(dāng)前一分鐘內(nèi)的PV值，從而最終也就得到當(dāng)天各個分鐘內(nèi)的PV值。

4.2.2 去重

對于UV的計(jì)算，就是個去重計(jì)算的例子。分兩種情況：

如果內(nèi)存可以容納，那么可以在Hash表中維護(hù)所有已經(jīng)存在的UV標(biāo)識，每當(dāng)新來一個標(biāo)識時，通過快速查找Hash確定是否是一個新的UV，若是則UV值加1，否則UV值不變。另外，為了做到持久化或提供給查詢接口使用，可以定期（如1秒）將UV計(jì)算結(jié)果同步到HBase中。
如果內(nèi)存不能容納，可以考慮采用Bloom Filter來實(shí)現(xiàn)，從而盡可能的減少內(nèi)存的占用情況。除了UV的計(jì)算外，判斷URL是否存在也是個典型的應(yīng)用場景。

4.3 讀端計(jì)算

如果對于響應(yīng)時間要求比較苛刻的情況（如單次http請求要在毫秒級時間內(nèi)返回），個人覺得讀端不宜做過多復(fù)雜的計(jì)算邏輯，盡量做到讀端功能單一化：即從HBase RegionServer讀到數(shù)據(jù)（scan或get方式）后，按照數(shù)據(jù)格式進(jìn)行簡單的拼接，直接返回給前端使用。當(dāng)然，如果對于響應(yīng)時間要求一般，或者業(yè)務(wù)特點(diǎn)需要，也可以在讀端進(jìn)行一些計(jì)算邏輯。

5.總結(jié)

作為一個Key-Value存儲系統(tǒng)，HBase并不是***的，它有自己獨(dú)特的地方。因此，基于它來做應(yīng)用時，我們往往需要從多方面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)（表設(shè)計(jì)、讀表操作、寫表操作、數(shù)據(jù)計(jì)算等），有時甚至還需要從系統(tǒng)級對HBase進(jìn)行配置調(diào)優(yōu)，更甚至可以對HBase本身進(jìn)行優(yōu)化。這屬于不同的層次范疇。

總之，概括來講，對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化時，首先定位到影響你的程序運(yùn)行性能的瓶頸之處，然后有的放矢進(jìn)行針對行的優(yōu)化。如果優(yōu)化后滿足你的期望，那么就可以停止優(yōu)化；否則繼續(xù)尋找新的瓶頸之處，開始新的優(yōu)化，直到滿足性能要求。

以上就是從項(xiàng)目開發(fā)中總結(jié)的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，如有不對之處，歡迎大家不吝賜教。

原文鏈接：http://blog.linezing.com/2012/03/hbase-performance-optimization

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