详解 HBase 的常用 API

一、环境准备

• 创建一个 Maven 工程并引入依赖

  <dependency>
      <groupId>org.apache.hbasegroupId>
      <artifactId>hbase-serverartifactId>
      <version>1.3.1version>
  dependency>
  <dependency>
      <groupId>org.apache.hbasegroupId>
      <artifactId>hbase-clientartifactId>
      <version>1.3.1version>
  dependency>
  

• 创建 API 测试类并获取 HBase 客户端连接

  public class TestAPI {
      private static Connection conn = null;
      private static Admin admin = null;  // DDL 操作客户端
      
      static {
          try { 
              // 1.获取配置信息对象
              // 过时API
              // HBaseConfiguration conf1 = new HBaseConfiguration();
              // conf1.set("hbase.zookeeper.quorum","hadoop102,hadoop103,hadoop104");
  
              // 新API
              Configuration conf = HBaseConfiguration.create();
              conf.set("hbase.zookeeper.quorum","hadoop102,hadoop103,hadoop104");
  
              // 2.创建连接对象(新API)
              conn = ConnectionFactory.createConnection(conf);
  
              // 3.创建hbase管理员对象
              // 过时API
              // HBaseAdmin admin1 = new HBaseAdmin(conf1);
  
              // 新API
              admin = conn.getAdmin();
              
          } catch(Exception e) {
          	e.printStackTrace();    
          }
      }
      
      // 关闭资源
      public static void close() {
          try {
              if(admin != null) {
                  admin.close();
              }
              
              if(conn != null) {
                  conn.close();
              }
          } catch(Exception e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
  }
  

二、HBase API 实操

1. 判断表是否存在

public static boolean isTableExist(String tableName) {
    // 过时API
    // boolean exist = admin1.tableExists(tableName);
    
    // 新API
    boolean exist = admin.tableExists(TableName.valueOf(tableName));
    
    return exist;
}

2. 创建表

public static void createTable(String tableName, String... cfs) {
    // 1.判断传入列族信息
    if(cfs.length()<=0) {
        System.out.println("必须设置一个列族信息");
        return;
    }
    
    // 2.判断表是否存在
    if(isTableExist(tableName)) {
        System.out.println(tableName + "表已经存在");
        return;
    }
    
    // 3.创建表描述器
    HTableDescriptor hTableDescriptor = new HTableDescriptor(TableName.valueOf(tableName));
    
    // 4.循环添加列族
    for(String cfs : cfs) {
        // 5.创建列族描述器
        HColumnDescriptor hColumnDescriptor = new HColumnDescriptor(cfs);
        // 6.添加单个列族
        hTableDescriptor.addFamily(hColumnDescriptor);
    }
    
    // 7.创建表
    admin.createTable(hTableDescriptor);
    
    System.out.println(tableName + "表创建成功！");
}

3. 删除表

public static void deleteTable(String tableName) {
    // 1.判断表是否存在
    if(!isTableExist(tableName)) {
        System.out.println(tableName + "表已经不存在！");
        return;
    }
    
    // 2.使表下线
    admin.disableTable(TableName.valueOf(tableName));
    
    // 3.删除表
    admin.deleteTable(TableName.valueOf(tableName));
    
    System.out.println(tableName + "表删除成功！");
}

4. 创建命名空间

public static void createNamespace(String ns) {
    // 1.创建命名空间描述器
    NamespaceDescriptor namespaceDescriptor = NamespaceDescriptor.create(ns).build();
    
    try {
    	// 2.创建命名空间
    	admin.createNamespace(namespaceDescriptor); 
        
        System.out.println(ns + "命名空间创建成功！");
    } catch(NamespaceExistException e) { // 生产上判断 ns 是否存在
        System.out.println(ns + "命名空间已经存在！");
    } catch(Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    
}

5. 插入数据

public static void putData(String tableName, String rowKey, String cf, String cn, String value) {
    // 1.创建hbase表操作对象
    Table table = conn.getTable(TableName.valueOf(tableName));
    
    // 2.创建 put 对象
    // HBase 底层存储的数据格式都是 byte[]，可以通过 hbase.util 包下的 Bytes 类进行数据类型转换
    Put put = new Put(Bytes.toBytes(rowKey));
    
    // 3.给put对象赋值
    put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(cn), Bytes.toBytes(value));
    
    // 4.插入数据
    table.put(put);
    
    // 5.关闭资源
    table.close();
    
}

6. 获取数据

6.1 get

public static void getData(String tableName, String rowKey, String cf, String cn) {
    // 1.创建hbase表操作对象
    Table table = conn.getTable(TableName.valueOf(tableName));
    
    // 2.创建get对象
    Get get = new Get(Bytes.toBytes(rowKey));
    // 2.1.指定获取的列族
    // get.addFamily(Bytes.toBytes(cf));
    // 2.2.指定获取的列族和列
    // get.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(cn));
    // 2.3.指定获取数据的版本数
    // get.setMaxVersions();  // 相当于 scan 'tb',{RAW=>TRUE,VERSIONS=>10}
    
    // 3.获取一行的数据
    Result result = table.get(get);
    
    // 4.获取一行的所有 cell
    for(Cell cell : result.rawCells()) {
        // 5.打印数据信息
        System.out.println("family:" + Bytes.toString(CellUtil.cloneFamily(cell)) +
                          ",qualifier:" + Bytes.toString(CellUtil.cloneQualifier(cell)) 
                           + ",value:" + Bytes.toString(CellUtil.cloneValue(cell))
                          );
    }
    
    // 6.关闭资源
    table.close();
}

6.2 scan

public static void scanTable(String tableName) {
    // 1.创建hbase表操作对象
    Table table = conn.getTable(TableName.valueOf(tableName));
    
    // 2.构建scan对象
    Scan scan = new Scan(); // 全表
    // Scan scan = new Scan(Bytes.toBytes("1001"),Bytes.toBytes("1003")); // 限定 rowKey 范围，左闭右开
    
    // 3.扫描表
    ResultScanner resultScanner = table.getScanner(scan);
    
    // 4.解析resultScanner
    for(Result result : resultScanner) { // 按 rowKey 从小到大遍历获取
        // 5.解析result
        for(Cell cell : result.rawCells()) {
            // 6.打印数据信息
        System.out.println("rk:" + Bytes.toString(CellUtil.cloneRow(cell)) +
            ",family:" + Bytes.toString(CellUtil.cloneFamily(cell)) +
                          ",qualifier:" + Bytes.toString(CellUtil.cloneQualifier(cell)) 
                           + ",value:" + Bytes.toString(CellUtil.cloneValue(cell))
                          );
        }
    }
    
    // 7.关闭资源
    table.close();
}

7. 删除数据

delete 操作最终还是 put 操作

public static void deleteData(String tableName, String rowKey, String cf, String cn) {
    // 1.创建hbase表操作对象
    Table table = conn.getTable(TableName.valueOf(tableName));
    
    // 2.构建delete对象
    Delete delete = new Delete(Bytes.toBytes(rowKey)); // 相当于 deleteall 命令
    // 2.1.设置删除列
    // delete.addColumn(Bytes.toBytes(cf),Bytes.toBytes(cn)); // 删除指定版本的列，不指定则为最大版本，小于该版本的列信息可以查询出来(慎用)
    // delete.addColumns(Bytes.toBytes(cf),Bytes.toBytes(cn)); // 删除列的所有版本
    
    // 2.2.设置删除的列族
    // delete.addFamily(Bytes.toBytes(cf));
    
    // 3.删除数据
    table.delete(delete);
    
    // 4.关闭资源
    table.close();
}

• 只指定 rowKey 删除：删除指定 rowKey 的所有列族所有版本数据，标记为 deleteFamily
• 指定 rowKey + 列族 [+ 版本]：删除指定 rowKey 的指定列族所有版本 (小于等于该版本) 数据，标记为 deleteFamily
• 指定 rowKey + 列族 + 列 [+ 版本]：
  • addColumns()：删除指定 rowKey 的指定列族的指定列的所有版本 (小于等于该版本) 数据，标记为 deleteColumn
  • addColumn()：删除指定 rowKey 的指定列族的指定列的最新版本 (该指定版本) 数据，标记为 delete，生产上慎用

三、与 MapReduce 交互

1. 环境搭建

• 查看 MR 操作 HBase 所需的 jar 包：

  cd /opt/module/hbase
  bin/hbase mapredcp
  

• 在 Hadoop 中导入环境变量

  • 临时生效：

    # 在命令行执行
    export HBASE_HOME=/opt/module/hbase
    export HADOOP_HOME=/opt/module/hadoop-2.7.2
    export HADOOP_CLASSPATH=`${HBASE_HOME}/bin/hbase mapredcp`
    

  • 永久生效：

    # 在 /etc/profile.d/my_env.sh 配置
    export HBASE_HOME=/opt/module/hbase
    export HADOOP_HOME=/opt/module/hadoop-2.7.2
    
    # 在 hadoop-env.sh 中配置，在有关 HADOOP_CLASSPATH 的 for 循环之后添加
    export HADOOP_CLASSPATH=$HADOOP_CLASSPATH:/opt/module/hbase/lib/*
    

• 分发配置到其他节点

• 启动 Hadoop 集群和 HBase 集群

2. 案例实操

2.1 官方案例

• 统计 stu 表中有多少行数据

  /opt/module/hadoop-2.7.2/bin/yarn jar \
  /opt/module/hbase/lib/hbase-server-1.3.1.jar \ 
  rowcounter student
  

• 使用 MapReduce 将本地数据导入到 HBase

  # 在本地创建一个 tsv 格式的文件：fruit.tsv
  vim fruit.tsv
  1001  Apple  Red
  1002  Pear  Yellow
  1003  Pineapple Yellow
  
  # 在 HDFS 中创建 input_fruit 文件夹并上传 fruit.tsv 文件
  /opt/module/hadoop-2.7.2/bin/hdfs dfs -mkdir /input_fruit/
  /opt/module/hadoop-2.7.2/bin/hdfs dfs -put fruit.tsv /input_fruit/
  
  # 创建 Hbase 表
  Hbase(main):001:0> create 'fruit','info'
  
  # 执行 MapReduce 到 HBase 的 fruit 表中(若表不存在则报错)
  /opt/module/hadoop-2.7.2/bin/yarn jar \
  /opt/module/hbase/lib/hbase-server-1.3.1.jar \
  importtsv -Dimporttsv.columns=HBASE_ROW_KEY,info:name,info:color fruit \
  hdfs://hadoop102:9000/input_fruit/fruit.tsv
  
  # 使用 scan 命令查看导入后的结果
  Hbase(main):001:0> scan 'fruit'
  

2.2 自定义案例

• 案例 1：实现将 HDFS 中的数据写入到 Hbase 表中

  • 编码：

    // 构建 FruitMapper 用于读取 HDFS 中的文件数据
    public class FruitMapper extends Mapper<LongWritable, Text, LongWritable, Text> {
        @override
        protected void map(LongWritable key, Text value, Context context) throws IOException, InterruptedException {
            context.write(key, value);
        }
    }
    
    // 构建 FruitReducer 用于将 HDFS 中的文件数据写入 Hbase
    // TableReducer 默认的输出value类型是 Mutation，其子类有 put/delete 等
    public class FruitReducer extends TableReducer<LongWritable, Text, NullWritable> {
        @override
        protected void reduce(LongWritable key, Iterable<Text> values, Context context) throws IOException, InterruptedException {
            // 1.遍历获取每行数据
            for(Text value : values) {
                // 2.切割一行数据
                String[] fields = value.toString().split("\t");
                // 3.构建put对象
                Put put = new Put(Bytes.toBytes(fields[0]));
                // 4.为put对象赋值
                put.addColumn(Bytes.toBytes("info"),Bytes.toBytes("name"),Bytes.toBytes(fields[1]));
                put.addColumn(Bytes.toBytes("info"),Bytes.toBytes("color"),Bytes.toBytes(fields[2]));
                // 5.数据写入hbase
                context.write(NullWritable.get(),put);
            }
        }
    }
    
    // 构建 FruitDriver
    public class FruitDriver implements Tool {
        private Configuration conf = null;
        
        @override
        public int run(String[] args) throws Exception {
            // 1.获取job
            Job job = Job.getInstance(conf);
            // 2.设置驱动类路径
            job.setJarByClass(FruitDriver.class);
            // 3.设置Mapper及输出KV类型
            job.setMapperClass(FruitMapper.class);
            job.setMapOutputKeyClass(LongWritable.class);
            job.setMapOutputValueClass(Text.class);
            
            // 4.设置Reducer(不能使用普通的 Reducer 设置)
            TableMapReduceUtil.initTableReducerJob(args[1], FruitReducer.class, job);
            
            // 5.设置输入路径
            FileInputFormat.setInputPaths(job, new Path(args[0]));
            
            // 6.提交job
            boolean result = job.waitForCompletion(true);
            
            return result ? 0 : 1;
        }
        
        @override
        public void setConf(Configuration conf) {
            this.conf = conf;
        }
        
        @override
        public Configuration getConf() {
            return conf;
        }
        
        public static void main(String[] args) {
            try {
            	Configuration conf = new Configuration();
    			int status = ToolRunner.run(conf, new FruitDriver(), args);
    			System.exit(status);    
            } catch(Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    

  • 将代码打包后上传到 hbase 集群服务器并执行

    # 首先创建 hbase fruit 表
    # 执行：
    /opt/module/hadoop-2.7.2/bin/yarn jar \
    /opt/module/hbase/Hbase-0.0.1-SNAPSHOT.jar com.xxx.FruitDriver \ /input_fruit/fruit.tsv fruit
    

• 案例 2：将 fruit 表中的一部分数据，通过 MR 迁入到 fruit2 表中

  • 编码

    // 构建 Fruit2Mapper 用于读取 Hbase 中的 Fruit 表数据
    // TableMapper 默认的KV输入类型为 ImmutableBytesWritable, Result
    public class Fruit2Mapper extends TableMapper<ImmutableBytesWritable, Put> {
        @override
        protected void map(ImmutableBytesWritable key, Result value, Context context) throws IOException, InterruptedException {
            // 1.构建PUT对象
            Put put = new Put(key.get()); // key 是 rowKey 值
            // 2.解析Result
            for(Cell cell : value.rawCells()) {
                // 3.获取列为 name 的 cell
                if("name".equals(Bytes.toString(CellUtil.cloneQualifier(cell)))) {
                    // 4.为put对象赋值
                    put.add(cell);
                }
            }
            
            // 5.写出
            context.write(key, put);
        }
    }
    
    // 构建 Fruit2Reducer 用于将数据写入 Hbase
    // TableReducer 默认的输出value类型是 Mutation，其子类有 put/delete 等
    public class Fruit2Reducer extends TableReducer<ImmutableBytesWritable, Put, NullWritable> {
        @override
        protected void reduce(ImmutableBytesWritable key, Iterable<Put> values, Context context) throws IOException, InterruptedException {
    		// 遍历写出
            for(Put put : values) {
                context.write(NullWritable.get(), put);
            }
        }
    }
    
    // 构建 Fruit2Driver
    public class Fruit2Driver implements Tool {
        private Configuration conf = null;
        
        @override
        public int run(String[] args) throws Exception {
            // 1.获取job
            Job job = Job.getInstance(conf);
            // 2.设置驱动类路径
            job.setJarByClass(Fruit2Driver.class);
            
            // 3.设置Mapper及输出KV类型(不能使用普通的 Mapper 设置)
            TableMapReduceUtil.initTableMapperJob(args[0], new Scan(), Fruit2Mapper.class, ImmutableBytesWritable.class, Put.class, job);
            
            // 4.设置Reducer(不能使用普通的 Reducer 设置)
            TableMapReduceUtil.initTableReducerJob(args[1], Fruit2Reducer.class, job);
            
            // 5.提交job
            boolean result = job.waitForCompletion(true);
            
            return result ? 0 : 1;
        }
        
        @override
        public void setConf(Configuration conf) {
            this.conf = conf;
        }
        
        @override
        public Configuration getConf() {
            return conf;
        }
        
        public static void main(String[] args) {
            try {
            	// Configuration conf = new Configuration();
                Configuration conf = HbaseConfiguration.create();
    			int status = ToolRunner.run(conf, new Fruit2Driver(), args);
    			System.exit(status);    
            } catch(Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    

  • 集群测试：将代码打包后上传到 hbase 集群服务器并执行

    # 首先创建 hbase fruit2 表
    # 执行：
    /opt/module/hadoop-2.7.2/bin/yarn jar \
    /opt/module/hbase/Hbase-0.0.1-SNAPSHOT.jar com.xxx.Fruit2Driver \
    fruit fruit2
    

  • 本地测试：

    • 在 Maven 工程的 resources 目录下创建 hbase-site.xml 文件
    • 将 hbase/conf/hbase-site.xml 的内容拷贝到上面创建的文件中
    • 执行 Fruit2Driver 程序 main 方法

四、集成 Hive

1. 与 Hive 对比

• Hive
  • 数据仓库：Hive 的本质其实就相当于将 HDFS 中已经存储的文件在 Mysql 中做了一个双射关系，以方便使用 HQL 去管理查询
  • 用于数据分析、清洗：Hive 适用于离线的数据分析和清洗，延迟较高
  • 基于 HDFS、MapReduce：Hive 存储的数据依旧在 DataNode 上，编写的 HQL 语句终将是转换为 MapReduce 代码执行
• HBase
  • 数据库：是一种面向列族存储的非关系型数据库
  • 用于存储结构化和非结构化的数据：适用于单表非关系型数据的存储，不适合做关联查询，类似 JOIN 等操作
  • 基于 HDFS：数据持久化存储的体现形式是 HFile，存放于 DataNode 中，被 ResionServer 以 region 的形式进行管理
  • 延迟较低，接入在线业务使用：面对大量的企业数据， HBase 可以直线单表大量数据的存储，同时提供了高效的数据访问速度

2. 集成使用

2.1 环境搭建

• 在 /etc/profile.d/my_env.sh 中配置 Hive 和 HBase 环境变量

  vim /etc/profile.d/my_env.sh
  
  export HBASE_HOME=/opt/module/hbase
  export HIVE_HOME=/opt/module/hive
  

• 使用软链接将操作 HBase 的 Jar 包关联到 Hive

  ln -s $HBASE_HOME/lib/hbase-common-1.3.1.jar $HIVE_HOME/lib/hbase-common-1.3.1.jar
  ln -s $HBASE_HOME/lib/hbase-server-1.3.1.jar $HIVE_HOME/lib/hbaseserver-1.3.1.jar
  ln -s $HBASE_HOME/lib/hbase-client-1.3.1.jar $HIVE_HOME/lib/hbase-client-1.3.1.jar
  ln -s $HBASE_HOME/lib/hbase-protocol-1.3.1.jar $HIVE_HOME/lib/hbase-protocol-1.3.1.jar
  ln -s $HBASE_HOME/lib/hbase-it-1.3.1.jar $HIVE_HOME/lib/hbase-it-1.3.1.jar
  ln -s $HBASE_HOME/lib/htrace-core-3.1.0-incubating.jar $HIVE_HOME/lib/htrace-core-3.1.0-incubating.jar
  ln -s $HBASE_HOME/lib/hbase-hadoop2-compat-1.3.1.jar $HIVE_HOME/lib/hbase-hadoop2-compat-1.3.1.jar
  ln -s $HBASE_HOME/lib/hbase-hadoop-compat-1.3.1.jar $HIVE_HOME/lib/hbase-hadoop-compat-1.3.1.jar
  

• 在 hive-site.xml 中添加 Zookeeper 连接信息

  <property>
      <name>hive.zookeeper.quorumname>
      <value>hadoop102,hadoop103,hadoop104value>
      <description>The  list  of  ZooKeeper  servers  to  talk  to.  This  is 
      only needed for read/write locks.description>
  property>
  <property>
      <name>hive.zookeeper.client.portname>
      <value>2181value>
      <description>The  port  of  ZooKeeper  servers  to  talk  to.  This  is 
      only needed for read/write locks.description>
  property>
  

• 下载 Hive 对应版本的源码包，使用 Eclipse 工具创建一个普通 Java 工程 import 这个 hbase-handler 文件夹到工程，在工程下创建一个 lib 文件并导入 hive/lib 下所有的 .jar 文件(add build path)，使用 export 重新编译 hive-hbase-handler-1.2.2.jar (取消勾选 lib 目录)，将新编译的 jar 包替换掉 hive/lib 下的 jar 包

2.2 案例实操

• 案例 1：建立 Hive 表，关联 HBase 表，插入数据到 Hive 表的同时能够影响 HBase 表

  # 在 Hive 中创建表同时关联 HBase，然后分别进入 Hive 和 HBase 查看
  CREATE TABLE hive_hbase_emp_table
  (
      empno int,
      ename string,
      job string,
      mgr int,
      hiredate string,
      sal double,
      comm double,
      deptno int
  )
  STORED BY 'org.apache.hadoop.hive.hbase.HBaseStorageHandler'
  WITH SERDEPROPERTIES ("hbase.columns.mapping" = ":key,info:ename,info:job,info:mgr,info:hiredate,info:sal,info:comm,info:deptno")
  TBLPROPERTIES ("hbase.table.name" = "hbase_emp_table");
  
  # 在 Hive 中创建临时中间表，用于 load 文件中的数据
  # 提示：不能将数据直接 load 进 Hive 所关联 HBase 的那张表中
  CREATE TABLE emp
  (
      empno int,
      ename string,
      job string,
      mgr int, 
      hiredate string,
      sal double,
      comm double,
      deptno int
  )
  row format delimited fields terminated by '\t';
  
  # 向 Hive 中间表中 load 数据
  load data local inpath '/home/admin/softwares/data/emp.txt' into table emp;
  
  # 通过 insert 命令将中间表中的数据导入到 Hive 关联 Hbase 的那张表中
  insert into table hive_hbase_emp_table select * from emp;
  
  # 查看 Hive 以及关联的 HBase 表中是否已经成功的同步插入了数据
  select * from hive_hbase_emp_table;
  
  scan 'hbase_emp_table'
  

• 案例 2：针对已经存在的 HBase 表 hbase_emp_table，在 Hive 中创建一个外部表来关联这张表，并使用 HQL 操作

  # 在 Hive 中创建外部表关联 HBase 表(必须创建外部表)
  CREATE EXTERNAL TABLE relevance_hbase_emp
  (
      empno int,
      ename string,
      job string,
      mgr int,
      hiredate string,
      sal double,
      comm double,
      deptno int
  )
  STORED BY 'org.apache.hadoop.hive.hbase.HBaseStorageHandler'
  WITH SERDEPROPERTIES ("hbase.columns.mapping" = ":key,info:ename,info:job,info:mgr,info:hiredate,info:sal,info:comm,info:deptno") 
  TBLPROPERTIES ("hbase.table.name" = "hbase_emp_table");
  
  # 使用 HQL 操作
  select * from relevance_hbase_emp;