HBase集群中RegionServer崩溃后的快速恢复措施探索

　　摘 要： 主要介绍了HBase RegionSer电感生产ver与Zookeeper间的交互过程，阐述RegionServer崩溃后的恢复机制，并在此基础上提出了几点优化的恢复措施。优化后的恢复措施大大缩短了RegionServer崩溃后的故障恢复时间和业务中断时间，从而提高了HBase集群的稳定性和可靠性。

　　关键词： HBase；RegionServer；崩溃；恢复

0 引言

　　随着互联网和通信行业的迅猛发展，积聚的各种数据呈急剧增长态势。这些海量数据既蕴含着丰富的信息和资源，又面临着信息有效管理和提取的难题。云计算是分布式处理、并行处理和网格计算的发展，可以提供近乎无限的廉价存储和计算能力，特别适合于日益暴增的海量数据的存储和处理。在云计算领域中，Hadoop体系独树一帜，其丰富的子系统可以满足多种领域和行业的应用需求，而其中的HBase作为一种非结构化数据库，特别适合于各种非结构化和半结构化的松散数据的存储和管理。

　　HBase是一个高电感器直标法可靠性、高性能、面向列、可伸缩、实时读写的分布式存储数据库系统[1-3]。HBase建立在HDFS分布式文件系统基础之上，其中的数据最终以HFile的格式存储在HDFS之上；HBase可以通过内嵌的MapReduce组件实现复杂任务的并行和分布处理，具有很高的性能。

　　1 HBase体系结构

　　HBase主要由HMaster和RegionServer两部分组成，辅以Zookeeper协调集群中各网元之间的数据共享和访问，其组成插件电感工厂框图如图1所示[4]。

　　（1）Client：访问HBase的接口，维护着一些加快HBase访问的缓存，比如Region的位置信息等。

　　（2）Master：负责Region到RegionServer的分配以及映射关系维护；管理集群中的RegionServer及其负载均衡；维护数据表和其所在Region的元数据信息；处理表级的操作请求等。

　　（3）RegionServer：维护Master分配给它的Region，处理对这些Region的读写请求；负责运行过程中过大的Region的Split和Compact操作。

　　（4）Zookeeper：保证任何时候集群中只有一个激活的Master；存储RootRegion和Master的位置；存储所有RegionServer的位置并实时监控其状态；存储HBase的其他运行所需的信息[5]。

　　HBase中的数据单元通过主键、列簇、列名和版本号唯一确定，所有行按字典顺序排列。HBase中的表在行的方向上分割为多个Region，每个Region只存储表中某一范围的数据，并且每个Region只能被一个RegionServer管理。Region由一个或者多个Store组成，每个Store保存一个列簇；Store又由一个MemStore和0至多个storefile组成，storefile以HFile的格式存储于HDFS上。

　　由此可见，HBase中的表通常被划分为多个Region，而各个Region可能被不同的RegionServer所管理。客户端通过Master和相关操作获取目标Region的位置后，最终通过RegionServer完成对用户表的读写请求。因此，如果某个RegionServer异常，客户端对其所管理的Region的访问就会失败，造成了业务中断，这在在线系统中是不可接受的。虽然HBase中实现了RegionServer异常后的自动恢复机制，但是这种机制的时延很大，不能满足实际应用需求。因此，本文针对这部分进行了研究，并提出了一种可以快速、高效恢复业务的方法。

2 HBase集群与Zookeeper交互机制分析

　　在HBase的使用过程中，Zookeeper起着至关重要的作用。正是Zookeeper的存在，使得HBase的运行更加稳定和高效。

　　在配置环境中，Zookeeper集群中的HBase的目录如图2所示。

　　HBase集群的相关信息存储在Zookeeper集群中的hbase目录（这个目录是可以配置的）下，其中master目录存储HMaster的位置等相关信息，rs目录存储所有的RegionServer的位置等相关信息。

　　在HMaster启动时，会在Zookeeper集群中创建自己的ZNode临时节点并获得该节点的独占锁，该节点位于Zookeeper集群中的/hbase/master目录下。同时会在所有的其他目录上创建监听，这样当其他节点的状态发生变化时，HMaster就可以立即感知从而进行相应的处理。

　　在RegionServer启动时，会在Zookeeper集群中创建自己的ZNode临时节点并获得该节点的独占锁，这个节点位于Zookeeper集群中的/hbase/rs目录下。

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