HBase是一个分布式、可扩展的列式存储数据库,基于Hadoop的HDFS构建。它的基本原理可以概括为以下几点:
数据模型:HBase的数据模型是一个稀疏的、多维的、分布式的有序映射表。数据按照行和列进行存储,每个单元格由行键、列族、列限定符和时间戳唯一标识。
存储结构:HBase的数据存储在HDFS上,以HFile的形式存储在分区和区域(Region)中。每个区域由一组连续的行键范围组成,可以在集群中的多个节点间进行负载均衡。
分布式:HBase采用分布式的架构,将数据分片存储在多个RegionServer上。每个RegionServer负责管理多个区域,同时在内存中维护一个MemStore,用于临时存储写入操作。
读写过程:当客户端发送读写请求时,HBase首先将请求路由到对应的RegionServer,然后RegionServer根据请求的行键获取数据或写入数据。对于读操作,RegionServer首先检查MemStore中是否存在数据,如果没有则从HFile中读取。对于写操作,RegionServer将数据写入MemStore,并定期将MemStore中的数据刷写到HFile中。
强一致性:HBase保证了强一致性,每个写操作都会生成一个WAL(Write-Ahead Log)日志,并通过HBase的分布式协调器ZooKeeper来维护数据的一致性。当RegionServer出现故障时,可以通过WAL和ZooKeeper的协同工作来实现数据的恢复。
综上所述,HBase是一个基于Hadoop的分布式列式存储数据库,采用稀疏的、多维的、分布式的有序映射表数据模型,通过将数据存储在HDFS上的分区和区域实现分布式存储,并通过MemStore和HFile来提供高性能的读写操作。同时,HBase还保证了强一致性和数据的可靠性。