Hbase的JavaAPI和数据存储

2023-06-12 19:06 由 _泡泡发表于 #数据库

导入Maven依赖

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
        <artifactId>zookeeper</artifactId>
        <version>3.4.6</version>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.apache.hbase</groupId>
        <artifactId>hbase-client</artifactId>
        <version>2.2.5</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.hadoop</groupId>
        <artifactId>hadoop-client</artifactId>
        <version>3.2.1</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.hadoop</groupId>
        <artifactId>hadoop-common</artifactId>
        <version>3.2.1</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.hbase</groupId>
        <artifactId>hbase-server</artifactId>
        <version>2.2.5</version>
    </dependency>
    <!-- 使用mr程序操作hbase 数据的导入 -->
    <dependency>
        <groupId>org.apache.hbase</groupId>
        <artifactId>hbase-mapreduce</artifactId>
        <version>2.2.5</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.google.code.gson</groupId>
        <artifactId>gson</artifactId>
        <version>2.8.5</version>
    </dependency>
    <!-- phoenix 凤凰 用来整合Hbase的工具 -->
    <dependency>
        <groupId>org.apache.phoenix</groupId>
        <artifactId>phoenix-core</artifactId>
        <version>5.0.0-HBase-2.0</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.hadoop</groupId>
        <artifactId>hadoop-auth</artifactId>
        <version>3.1.2</version>
    </dependency>
</dependencies>
<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
            <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
            <version>3.5.1</version>
            <configuration>
                <source>1.8</source>
                <target>1.8</target>
            </configuration>
        </plugin>

        <plugin>
            <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
            <artifactId>maven-assembly-plugin</artifactId>
            <version>2.6</version>
            <configuration>
                <descriptorRefs>
                    <descriptorRef>jar-with-dependencies</descriptorRef>
                </descriptorRefs>
            </configuration>
            <executions>
                <execution>
                    <id>make-assembly</id>
                    <!-- bind to the packaging phase -->
                    <phase>package</phase>
                    <goals>
                        <goal>single</goal>
                    </goals>
                </execution>
            </executions>
        </plugin>

    </plugins>
</build>

获取hbase的连接，list出所有的表

package com.doit.day01;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.apache.hadoop.hbase.TableName;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Admin;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Connection;
import org.apache.hadoop.hbase.client.ConnectionFactory;

import java.io.IOException;

/**
 * Hbase的java客户端连接hbase的时候，只需要连接zookeeper的集群
 * 就可以找到你Hbase集群的位置
 * 核心的对象：
 * Configuration：HbaseConfiguration.create();
 * Connection:ConnectionFactory.createConnection(conf);
 * table:conn.getTable(TableName.valueOf("tb_b")); 对表进行操作 DML
 * Admin：conn.getAdmin();操作Hbase系统DDL，对名称空间等进行操作
 */
public class ConnectionDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //获取到hbase的配置文件对象
        Configuration conf = HBaseConfiguration.create();
        //针对配置文件设置zk的集群地址
        conf.set("hbase.zookeeper.quorum","linux01:2181,linux02:2181,linux03:2181");
        //创建hbase的连接对象
        Connection conn = ConnectionFactory.createConnection(conf);

        //获取到操作hbase的对象
        Admin admin = conn.getAdmin();

        //调用api获取到所有的表
        TableName[] tableNames = admin.listTableNames();

        //获取到哪个命名空间下的所有的表
        TableName[] doits = admin.listTableNamesByNamespace("doit");


        for (TableName tableName : doits) {
            byte[] name = tableName.getName();
            System.out.println(new String(name));
        }

        conn.close();
    }
}

获取到所有的命名空间

package com.doit.day01;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.apache.hadoop.hbase.NamespaceDescriptor;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Admin;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Connection;
import org.apache.hadoop.hbase.client.ConnectionFactory;

/**
 * Hbase的java客户端连接hbase的时候，只需要连接zookeeper的集群
 * 就可以找到你Hbase集群的位置
 * 核心的对象：
 * Configuration：HbaseConfiguration.create();
 * Connection:ConnectionFactory.createConnection(conf);
 * Admin：conn.getAdmin();操作Hbase系统DDL，对名称空间等进行操作
 */
public class NameSpaceDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //获取到hbase的配置文件对象
        Configuration conf = HBaseConfiguration.create();
        //针对配置文件设置zk的集群地址
        conf.set("hbase.zookeeper.quorum","linux01:2181,linux02:2181,linux03:2181");
        //创建hbase的连接对象
        Connection conn = ConnectionFactory.createConnection(conf);

        //获取到操作hbase的对象
        Admin admin = conn.getAdmin();

        //获取到命名空间的描述器
        NamespaceDescriptor[] namespaceDescriptors = admin.listNamespaceDescriptors();

        for (NamespaceDescriptor namespaceDescriptor : namespaceDescriptors) {
            //针对描述器获取到命名空间的名称
            String name = namespaceDescriptor.getName();
            System.out.println(name);
        }

        conn.close();
    }
}

创建一个命名空间

package com.doit.day01;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.apache.hadoop.hbase.NamespaceDescriptor;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Admin;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Connection;
import org.apache.hadoop.hbase.client.ConnectionFactory;
import org.apache.hadoop.hbase.protobuf.generated.HBaseProtos;

import java.util.Properties;

/**
 * Hbase的java客户端连接hbase的时候，只需要连接zookeeper的集群
 * 就可以找到你Hbase集群的位置
 * 核心的对象：
 * Configuration：HbaseConfiguration.create();
 * Connection:ConnectionFactory.createConnection(conf);
 * Admin：conn.getAdmin();操作Hbase系统DDL，对名称空间等进行操作
 */
public class CreateNameSpaceDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //获取到hbase的配置文件对象
        Configuration conf = HBaseConfiguration.create();
        //针对配置文件设置zk的集群地址
        conf.set("hbase.zookeeper.quorum","linux01:2181,linux02:2181,linux03:2181");
        //创建hbase的连接对象
        Connection conn = ConnectionFactory.createConnection(conf);

        //获取到操作hbase的对象
        Admin admin = conn.getAdmin();

        //获取到命名空间描述器的构建器
        NamespaceDescriptor.Builder spaceFromJava = NamespaceDescriptor.create("spaceFromJava");
        //当然还可以给命名空间设置属性
        spaceFromJava.addConfiguration("author","robot_jiang");
        spaceFromJava.addConfiguration("desc","this is my first java namespace...");
        //拿着构建器构建命名空间的描述器
        NamespaceDescriptor build = spaceFromJava.build();
        //创建命名空间
        admin.createNamespace(build);

        conn.close();
    }
}

创建带有多列族的表

package com.doit.day01;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.apache.hadoop.hbase.NamespaceDescriptor;
import org.apache.hadoop.hbase.TableName;
import org.apache.hadoop.hbase.client.*;
import org.apache.hadoop.hbase.protobuf.generated.TableProtos;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/**
 * Hbase的java客户端连接hbase的时候，只需要连接zookeeper的集群
 * 就可以找到你Hbase集群的位置
 * 核心的对象：
 * Configuration：HbaseConfiguration.create();
 * Connection:ConnectionFactory.createConnection(conf);
 * Admin：conn.getAdmin();操作Hbase系统DDL，对名称空间等进行操作
 */
public class CreateTableDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //获取到hbase的配置文件对象
        Configuration conf = HBaseConfiguration.create();
        //针对配置文件设置zk的集群地址
        conf.set("hbase.zookeeper.quorum","linux01:2181,linux02:2181,linux03:2181");
        //创建hbase的连接对象
        Connection conn = ConnectionFactory.createConnection(conf);

        Admin admin = conn.getAdmin();

        //获取到操作hbase操作表的对象
        TableDescriptorBuilder java = TableDescriptorBuilder.newBuilder(TableName.valueOf("java"));

        //表添加列族需要集合的方式
        ArrayList<ColumnFamilyDescriptor> list = new ArrayList<>();
        //构建一个列族的构造器
        ColumnFamilyDescriptorBuilder col1 = ColumnFamilyDescriptorBuilder.newBuilder("f1".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        ColumnFamilyDescriptorBuilder col2 = ColumnFamilyDescriptorBuilder.newBuilder("f2".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        ColumnFamilyDescriptorBuilder col3 = ColumnFamilyDescriptorBuilder.newBuilder("f3".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        //构建列族
        ColumnFamilyDescriptor build1 = col1.build();
        ColumnFamilyDescriptor build2 = col2.build();
        ColumnFamilyDescriptor build3 = col3.build();
        //将列族添加到集合中去
        list.add(build1);
        list.add(build2);
        list.add(build3);

        //给表设置列族
        java.setColumnFamilies(list);
        //构建表的描述器
        TableDescriptor build = java.build();
        //创建表
        admin.createTable(build);

        conn.close();
    }
}

向表中添加数据

package com.doit.day01;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.apache.hadoop.hbase.TableName;
import org.apache.hadoop.hbase.client.*;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

/**
 * 注意：put数据需要指定往哪个命名空间的哪个表的哪个rowKey的哪个列族的哪个列中put数据，put的值是什么
 */
public class PutDataDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //获取到hbase的配置文件对象
        Configuration conf = HBaseConfiguration.create();
        //针对配置文件设置zk的集群地址
        conf.set("hbase.zookeeper.quorum","linux01:2181,linux02:2181,linux03:2181");
        //创建hbase的连接对象
        Connection conn = ConnectionFactory.createConnection(conf);

        Admin admin = conn.getAdmin();

        //指定往哪一张表中put数据
        Table java = conn.getTable(TableName.valueOf("java"));
        //创建put对象，设置rowKey
        Put put = new Put("rowkey_001".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        put.addColumn("f1".getBytes(StandardCharsets.UTF_8),"name".getBytes(StandardCharsets.UTF_8),"xiaotao".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        put.addColumn("f1".getBytes(StandardCharsets.UTF_8),"age".getBytes(StandardCharsets.UTF_8),"42".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

        Put put1 = new Put("rowkey_002".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        put1.addColumn("f1".getBytes(StandardCharsets.UTF_8),"name".getBytes(StandardCharsets.UTF_8),"xiaotao".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        put1.addColumn("f1".getBytes(StandardCharsets.UTF_8),"age".getBytes(StandardCharsets.UTF_8),"42".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

        Put put2 = new Put("rowkey_003".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        put2.addColumn("f1".getBytes(StandardCharsets.UTF_8),"name".getBytes(StandardCharsets.UTF_8),"xiaotao".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        put2.addColumn("f1".getBytes(StandardCharsets.UTF_8),"age".getBytes(StandardCharsets.UTF_8),"42".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

        java.put(Arrays.asList(put,put1,put2));

        conn.close();
    }
}

get表中的数据

package com.doit.day01;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.Cell;
import org.apache.hadoop.hbase.CellUtil;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.apache.hadoop.hbase.TableName;
import org.apache.hadoop.hbase.client.*;

import java.nio.charset.StandardCharsets;

/**
 * 注意：put数据需要指定往哪个命名空间的哪个表的哪个rowKey的哪个列族的哪个列中put数据，put的值是什么
 */
public class GetDataDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //获取到hbase的配置文件对象
        Configuration conf = HBaseConfiguration.create();
        //针对配置文件设置zk的集群地址
        conf.set("hbase.zookeeper.quorum","linux01:2181,linux02:2181,linux03:2181");
        //创建hbase的连接对象
        Connection conn = ConnectionFactory.createConnection(conf);

        //指定往哪一张表中put数据
        Table java = conn.getTable(TableName.valueOf("java"));

        Get get = new Get("rowkey_001".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
//        get.addFamily("f1".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        get.addColumn("f1".getBytes(StandardCharsets.UTF_8),"name".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        Result result = java.get(get);
        boolean advance = result.advance();
        if(advance){
            Cell current = result.current();
            String family = new String(CellUtil.cloneFamily(current));
            String qualifier = new String(CellUtil.cloneQualifier(current));
            String row = new String(CellUtil.cloneRow(current));
            String value = new String(CellUtil.cloneValue(current));
            System.out.println(row+","+family+","+qualifier+","+value);
        }

        conn.close();
    }
}

scan表中的数据

package com.doit.day01;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.*;
import org.apache.hadoop.hbase.client.*;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;

/**
 * 注意：put数据需要指定往哪个命名空间的哪个表的哪个rowKey的哪个列族的哪个列中put数据，put的值是什么
 */
public class ScanDataDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //获取到hbase的配置文件对象
        Configuration conf = HBaseConfiguration.create();
        //针对配置文件设置zk的集群地址
        conf.set("hbase.zookeeper.quorum","linux01:2181,linux02:2181,linux03:2181");
        //创建hbase的连接对象
        Connection conn = ConnectionFactory.createConnection(conf);

        //指定往哪一张表中put数据
        Table java = conn.getTable(TableName.valueOf("java"));

        Scan scan = new Scan();
        scan.withStartRow("rowkey_001".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        scan.withStopRow("rowkey_004".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

        ResultScanner scanner = java.getScanner(scan);
        Iterator<Result> iterator = scanner.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            Result next = iterator.next();
            while (next.advance()){
                Cell current = next.current();
                String family = new String(CellUtil.cloneFamily(current));
                String row = new String(CellUtil.cloneRow(current));
                String qualifier = new String(CellUtil.cloneQualifier(current));
                String value = new String(CellUtil.cloneValue(current));
                System.out.println(row+","+family+","+qualifier+","+value);
            }
        }


        conn.close();
    }
}

删除一行数据

package com.doit.day02;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.apache.hadoop.hbase.TableName;
import org.apache.hadoop.hbase.client.*;

import java.io.IOException;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class _12_删除一行数据 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Configuration conf = HBaseConfiguration.create();
        conf.set("hbase.zookeeper.quorum","linux01");

        Connection conn = ConnectionFactory.createConnection(conf);

        Table java = conn.getTable(TableName.valueOf("java"));

        Delete delete = new Delete("rowkey_001".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

        java.delete(delete);

    }
}

数据存储

行式存储

传统的行式数据库将一个个完整的数据行存储在数据页中

列式存储

列式数据库是将同一个数据列的各个值存放在一起

传统行式数据库的特性如下：

数据是按行存储的。
没有索引的查询使用大量I/O。比如一般的数据库表都会建立索引，通过索引加快查询效率。
建立索引和物化视图需要花费大量的时间和资源。
面对查询需求，数据库必须被大量膨胀才能满足需求。

列式数据库的特性如下：

数据按列存储，即每一列单独存放。
数据即索引。
只访问查询涉及的列，可以大量降低系统I/O。
每一列由一个线程来处理，即查询的并发处理性能高。
数据类型一致，数据特征相似，可以高效压缩。比如有增量压缩、前缀压缩算法都是基于列存储的类型定制的，所以可以大幅度提高压缩比，有利于存储和网络输出数据带宽的消耗。

列族式存储

列族式存储是一种非关系型数据库存储方式，按列而非行组织数据。它的数据模型是面向列的，即把数据按照列族的方式组织，将属于同一列族的数据存储在一起。每个列族都有一个唯一的标识符，一般通过列族名称来表示。它具有高效的写入和查询性能，能够支持极大规模的数据

如果一个表有多个列族, 每个列族下只有一列, 那么就等同于列式存储。
如果一个表只有一个列族, 该列族下有多个列, 那么就等同于行式存储.

hbase的存储路径：

在conf目录下的hbase-site.xml文件中配置了数据存储的路径在hdfs上

<property>
<name>hbase.rootdir</name>
<value>hdfs://linux01:8020/hbase</value>
</property>

hdfs上的存储路径：

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