hbase最新版本（HBase的数据版本的确界以及TTL）

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• HBase的数据版本的确界以及TTL
• HBase探索篇 _ 单节点多RegionServer部署与性能测试

HBase的数据版本的确界以及TTL

数据的确界

在HBase当中，我们可以为数据设置上界和下界，其实就是定义数据的历史版本保留多少个，通过自定义历史版本保存的数量，我们可以实现数据多个历史版本的数据查询

版本的下界

默认的版本下界是0，即禁用。row版本使用的最小数目是与生存时间（TTL Time To Live）相结合的，并且我们根据实际需求可以有0或更多的版本，使用0，即只有1个版本的值写入cell。

版本的上界

之前默认的版本上界是3，也就是一个row保留3个副本（基于时间戳的插入）。

该值不要设计的过大，一般的业务不会超过100。如果cell中存储的数据版本号超过了3个，再次插入数据时，最新的值会将最老的值覆盖。（现版本已默认为1）

数据的TTL
   在实际工作当中经常会遇到有些数据过了一段时间我们可能就不需要了，那么这时候我们可以使用定时任务去定时的删除这些数据

或者我们也可以使用Hbase的TTL（Time  To  Live）功能，让我们的数据定期的会进行清除

HBase探索篇 _ 单节点多RegionServer部署与性能测试

随着集群中总的Region数持续增长，每个节点平均管理的Region数已达550左右，某些大表的写入流量一上来，Region Server就会不堪重负，相继挂掉。

在HBase中，Region的一个列族对应一个MemStore，通常一个MemStore的默认大小为128MB（我们设置的为256MB），见参数 hbase.hregion.memstore.flush.size 。当可用内存足够时，每个MemStore可以分配128MB的空间。

当表的写入流量上升时，假设每个Region的写入压力相同，则理论上每个MemStore会平均分配可用的内存空间。

因此，节点中Region过多时，每个MemStore分到的内存空间就会变小。此时，写入很小的数据量，就会被强制flush到磁盘，进而导致频繁刷写，会对集群HBase与HDFS造成很大的压力。

同时，Region过多导致的频繁刷写，又会在磁盘上产生非常多的HFile小文件，当小文件过多的时候，HBase为了优化查询性能就会做Compaction操作，合并HFile，减少文件数量。当小文件一直很多的时候，就会出现 “压缩风暴”。Compaction非常消耗系统的IO资源，还会降低数据的写入速度，严重时会影响正常业务的进行。

关于每个Region Server节点中，Region数量大致合理的范围，HBase官网上也给出了定义：

可见，通常情况下，每个节点拥有20-200个Region是比较正常的。

其实，每个Region Server的最大Region数量由总的MemStore内存大小决定。每个Region的每个列族会对应一个MemStore，假设HBase表都有一个列族，那么每个Region只包含一个MemStore。一个MemStore大小通常在128~256MB，见参数： hbase.hregion.memstore.flush.size 。默认情况下，RegionServer会将自身堆内存的40%（我们线上60%）（见参数： hbase.regionserver.global.memstore.size ）提供给节点上的所有MemStore使用，如果所有MemStore的总大小达到该配置大小，新的更新将会被阻塞并且会强制刷写磁盘。因此，每个节点最理想的Region数量应该由以下公式计算（假设HBase表都有统一的列族配置）：

((RS memory) * (total memstore fraction)) / ((memstore size)*(column families))

其中：

以我们线上集群的配置举例，我们每个RegionServer的堆内存是32GB，那么节点上最理想的Region数量应该是： 32768*0.6/256 ≈ 76 （32768*0.6/128 ≈ 153）

上述最理想的情况是假设每个Region上的填充率都一样，包括数据写入的频次、写入数据的大小，但实际上每个Region的负载各不相同，有的Region可能特别活跃、负载特别高，有的Region则比较空闲。所以，通常我们认为2 _{3倍的理想Region数量也是比较合理的，针对上面举例来说，大概200} 300个Region左右算是合理的。

针对上文所述的Region数过多的隐患，以下内容主要从两方面考虑来优化。

提高内存的目的是为了增加每个Region拥有的MemStore的空间，避免其写入压力上升时，MemStore频繁刷写，形成小的HFile过多，引起压缩风暴，占用大量IO。

但其实RS的堆内存并不是越大越好，我们开始使用HBase的时候，对CMS和G1相关的参数，进行了大量压测，测试指标数据表明，内存分配的越大，吞吐量和p99读写平均延时会有一定程度的变差（也有可能是我们的JVM相关参数，当时调配的不合理）。

在我们为集群集成jdk15，设置为ZGC之后，多次压测并分析JVM日志之后，得出结论，在牺牲一定吞吐量的基础上，集群的GC表现能力确实提升的较为明显，尤其是GC的平均停顿时间，99.9%能维持在10ms以下。

而且ZGC号称管理上T的大内存，停顿时间控制在10ms之内（JDK16把GC停顿时间控制在1ms内，期待JDK17 LTS），STW时间不会因为堆的变大而变长。

因此理论上，增加RS堆内存之后，GC一样不会成为瓶颈。

之所以考虑在单节点上部署多个Region Server的进程，是因为我们单个物理机的资源配置很高，内存充足（三百多G，RS堆内存只分了32G）、而HBase又是弱计算类型的服务，平时CPU的利用率低的可怜，网络方面亦未见瓶颈，唯一掉链子的也就属磁盘了，未上SSD，IO延迟较为严重。

当然，也曾考虑过虚拟机的方案，但之前YCSB压测的数据都不太理想；K8s的调研又是起步都不算，没有技术积累。因此，简单、直接、易操作的方案就是多RS部署了。

以下内容先叙述CDH中多RS进程部署的一些关键流程，后续将在多RS、单RS、单RS大堆环境中，对集群进行基准性能测试，并对比试验数据，分析上述两种优化方案的优劣。

我们使用的HBase版本是 2.1.0-cdh6.3.2 ，非商业版，未上Kerberos，CDH中HBase相关的jar包已替换为用JDK15编译的jar。

多Region Server的部署比较简单，最关键的是修改 hbase-site.xml 中region server的相关端口，避免端口冲突即可。可操作流程如下。

修改所需配置文件

hbase-site.xml 配置文件一定不要直接从 /etc/hbase/conf 中获取，这里的配置文件是给客户端用的。CDH管理的HBase，配置文件都是运行时加载的，所以，找到HBase最新启动时创建的进程相关的目录，即可获取到服务端最新的配置文件，如：/var/run/cloudera-scm-agent/process/5347-hbase-REGIONSERVER。需要准备的目录结构如下：

不需要HBase完整安装包中的内容（在自编译的完整安装包中运行RS进程时，依赖冲突或其他莫名其妙的报错会折磨的你抓狂），只需要bin、conf目录即可，pids文件夹是自定义的，RS进程对应pid文件的输出目录，start_rs.sh、stop_rs.sh是自定义的RS进程的启动和关闭脚本。

重点修改下图标注的配置文件，

还有日志文件名的一些输出细节，可以按需在 bin/hbase-daemon.sh 中修改。

运行或关闭RS进程

中间有异常，请查看相关日志输出。

集群Region数疯涨，当写入存在压力时，会导致RS节点异常退出。为了解决目前的这种窘境，本次优化主要从单节点多Region Server部署和提高单个Region Server节点的堆内存两方面着手。

那这两种优化方案对HBase的读写性能指标，又会产生什么样的影响呢？我们以YCSB基准测试的结果指标数据做为参考，大致评价下这两种应急方案的优劣。

用于此次测试的HBase集群的配置

此次测试使用的数据集大小

测试方法

压测时选择的读写负载尽量模拟线上的读写场景，分别为：读写3/7、读写7/3、读写5/5；

压测时唯一的变量条件是：多RS部署（32G堆，在每个节点上启动3个RS进程，相当于集群中一共有15个RS节点）、单RS部署（32G小堆）和单RS部署（100G大堆），并尽可能保证其他实验条件不变，每个YCSB的工作负载各自运行20分钟左右，并且重复完整地运行5次，两次运行之间没有重新启动，以测量YCSB的吞吐量等指标，收集的测试结果数据是5次运行中最后3次运行的平均值，为了避免第一轮和第二轮的偶然性，忽略了前两次的测试。

YCSB压测的命令是：

收集实验数据后，大致得出不同读写负载场景下、各个实验条件下的指标数据，如下图。

上述的测试数据比较粗糙，但大致也能得出些结论，提供一定程度上的参考。

多RS进程部署的模式，起到了一定程度上的进程间资源隔离的作用，分担了原先单台RS管理Region的压力，最大化利用了物理机的资源，但多出来的一些Region Server，需要单独的管理脚本和监控系统来维护，增加了维护成本。多个RS依赖同一台物理机，物理节点宕机便会影响多个RS进程，同时，某一个Region Server出现热点，压力过大，资源消耗过度，也许会引起同机其他进程的不良，在一定程度上，牺牲了稳定性和可靠性。

增加单个RS进程的堆内存，MemStore在一定程度上会被分配更充裕的内存空间，减小了flush的频次，势必会削弱写入的压力，但也可能会增加GC的负担，我们或许需要调整出合适的GC参数，甚至需要调优HBase本身的一些核心参数，才能兼顾稳定和性能。然而，这就又是一件漫长而繁琐的事情了，在此不过分探讨。

面对性能瓶颈的出现，我们不能盲目地扩充机器，在应急方案采取之后，我们需要做一些额外的、大量的优化工作，这或许才是上上之策。