HBase scan源码研究

Stella981
• 阅读 647

hbase scan 执行步骤:(基于hbase0.94.1,常规情况)
客户端:

HTable table = new HTable(conf, "tableName");
Scan scan = new Scan();
scan.addColumn(...);
scan.setStartRow(...);
scan.setStopRow(...);
scan.setBatch(...);
ResultScanner ss = table.getScanner(scan);

HTable.getScanner(Scan scan)
返回新创建的ClientScanner
ClientScanner(Configuration conf, Scan scan, byte[] tableName, HConnection connection)
构造函数最后会初始化这个scan:ClientScanner.nextScanner(int nbRows, boolean done)
nextScanner方法主要是创建回调函数ScannerCallable 
ClientScanner.getScannerCallable(byte[] localStartKey, int nbRows)
然后通知HRegionServer打开scan。

请求由ScannerCallable.call()发起,通过openScanner函数进行rpc调用:
long id = this.server.openScanner(this.location.getRegionInfo().getRegionName(),this.scan);

转到服务端:接收到rpc请求后,会进行一系列的操作。
先看看调用栈(BTrace跟踪):

org.apache.hadoop.hbase.regionserver.HRegion.instantiateRegionScanner(HRegion.java)
org.apache.hadoop.hbase.regionserver.HRegion.getScanner(HRegion.java:1426)
org.apache.hadoop.hbase.regionserver.HRegion.getScanner(HRegion.java:1402)
org.apache.hadoop.hbase.regionserver.HRegionServer.openScanner(HRegionServer.java:2068)
sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:39)
sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:25)
java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:597)
org.apache.hadoop.hbase.ipc.WritableRpcEngine$Server.call(WritableRpcEngine.java:364)
org.apache.hadoop.hbase.ipc.HBaseServer$Handler.run(HBaseServer.java:1326)

定位到HRegionServer.openScanner
协处理器的调用
s = r.getCoprocessorHost().preScannerOpen(scan);
scan初始化入口
s = r.getScanner(scan);
具体执行方法是:
HRegion.getScanner(Scan scan,List additionalScanners)
初始化regionScan
HRegion.instantiateRegionScanner(Scan scan,List additionalScanners)
会返回RegionScannerImpl实例,这才是真正执行scan的类,构造时做了很多事情,最关键的一点:定位!
定什么位?当然是scan开始的位置咯,不过这也是你在客户端调用时指定的,也就是Scan.setStartRow,Scan.setStopRow,如果不指定,那默认就是全表扫描了。
我们知道HBase基于hadoop,要定位row首先得找到HDFS上的文件:

for (Map.Entry<byte[], NavigableSet<byte[]>> entry :
          scan.getFamilyMap().entrySet()) {
 Store store = stores.get(entry.getKey());
 StoreScanner scanner = store.getScanner(scan,                    
 entry.getValue());
 scanners.add(scanner);
}

(HBase体系:  http://www.tbdata.org/archives/1509http://www.searchtb.com/2011/01/understanding-hbase.html,假设有个表test,下面有一个Column Family 为A,则Store表示一个Column Family的存储,也就是对应A)

然后根据Store初始化StoreScanner:

一、StoreScanner(Store, Scan, List<? extends KeyValueScanner> , ScanType , long , long )

  1. 首先会new一个ScanQueryMatcher,这是一个查询匹配器,关键方法是match,枚举MatchCode指示scan如何处理当前KeyValue。
  2. 通过StoreFile来创建HFile.Reader:StoreFile.Reader r = file.createReader(),HFile.Reader用来封装客户端对HFile的open and iterate操作
  3. 通过StoreFile.Reader包装的HFileReaderV2来创建ScannerV2(HFileScanner),这个类能通过使用HFile的索引,快速定位。
  4. 把StoreFile.Reader,ScannerV2包装成StoreFileScanner,返回List
  5. 把memStoreScanners,和storeFileScanners复制一个List返回。memStoreScanners比较好理解,就是引用了MemStore的数据缓存区。
  6. 至此返回的是all scanners for this store,然后通过selectScannersFrom来选择合适的,返回满足条件的List。主要是StoreFile.Reader的passesTimerangeFilter过滤scan是否过期和passesBloomFilter判断startRow是否命中。

二、之前说过关键是定位到开始的row,现在合适的KeyValueScanner已经生成,具体执行的代码:

// Seek all scanners to the start of the Row (or if the exact matching row
    // key does not exist, then to the start of the next matching Row).
    // Always check bloom filter to optimize the top row seek for delete
    // family marker.
    if (explicitColumnQuery && lazySeekEnabledGlobally) {
      for (KeyValueScanner scanner : scanners) {
        scanner.requestSeek(matcher.getStartKey(), false, true);
      }
    } else {
      for (KeyValueScanner scanner : scanners) {
        scanner.seek(matcher.getStartKey());
      }
    }

假设指定了Column,执行KeyValueScanner的requestSeek方法。
scanner = heap.poll(),memStoreScanners假设没有数据,我们来看StoreFileScanner。
BloomType是通过表申明的,一般情况是会执行到enforceSeek方法,然后是seek方法:

if(!seekAtOrAfter(hfs, key)) {
   close();
   return false;
}

seekAtOrAfter方法会调用到HFileReaderV2.AbstractScannerV2.seekTo方法,通过HFile的block索引,把ScannerV2的blockBuffer指向startRow。

给StoreFileScanner.cur赋值:

cur = hfs.getKeyValue() = new KeyValue(blockBuffer.array(),blockBuffer.arrayOffset() + blockBuffer.position());

(可以执行hbase org.apache.hadoop.hbase.io.hfile.HFile -b -m -f hdfs:/hbase/tbaleName/path看到HFile的索引信息)

// Combine all seeked scanners with a heap
heap = new KeyValueHeap(scanners, store.comparator);

包装成KeyValueHeap,this.current = pollRealKV();把current指向构造好的StoreFileScanner

至此StoreScanner初始化完成,HRegionServer最后执行addScanner,把RegionScannerImpl放入map中缓存,整个openScanner结束,scan准备工作完成。

基本结构:

RegionScannerImpl
    —KeyValueHeap
            —StoreScanner
                  —KeyValueHeap
                         —StoreFileScanner
                                —StoreFile.Reader
                                        —HFileReaderV2
                                —ScannerV2
                         —MemStoreScanner

客户端开始获取结果:

ResultScanner ss = table.getScanner(scan);
for (Result r : ss) {
    for (KeyValue kv : r.raw()) {
        ......
    }
}

本文主要是分析服务端,客户端可参考 http://punishzhou.iteye.com/blog/1297015
客户端负责关闭RegionScannerImpl,scan的承载体是HRegion,通过块索引定位其实open开销是很小的,如果跨HRegion会重新openScanner。

ClientScanner.next,同样进行rpc远程调用,方法调用栈:

org.apache.hadoop.hbase.regionserver.StoreScanner.next(StoreScanner.java:350)
org.apache.hadoop.hbase.regionserver.KeyValueHeap.next(KeyValueHeap.java:127)
org.apache.hadoop.hbase.regionserver.HRegion$RegionScannerImpl.nextInternal(HRegion.java:3459)
org.apache.hadoop.hbase.regionserver.HRegion$RegionScannerImpl.next(HRegion.java:3406)
org.apache.hadoop.hbase.regionserver.HRegion$RegionScannerImpl.next(HRegion.java:3423)
org.apache.hadoop.hbase.regionserver.HRegionServer.next(HRegionServer.java:2393)
sun.reflect.GeneratedMethodAccessor21.invoke(Unknown Source)
sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:25)
java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:597)
org.apache.hadoop.hbase.ipc.WritableRpcEngine$Server.call(WritableRpcEngine.java:364)
org.apache.hadoop.hbase.ipc.HBaseServer$Handler.run(HBaseServer.java:1389)

核心方法:StoreScanner.next(List, int)
核心代码:

LOOP: while((kv = this.heap.peek()) != null) {
    ......
    ScanQueryMatcher.MatchCode qcode = matcher.match(kv);
    switch(qcode) {
      ......
    }
 }

如果scan添加Filter,会在ScanQueryMatcher.match(KeyValue)中判断:

if (filter != null) {
      ReturnCode filterResponse = filter.filterKeyValue(kv);
      if (filterResponse == ReturnCode.SKIP) {
        return MatchCode.SKIP;
      } else if (filterResponse == ReturnCode.NEXT_COL) {
        return columns.getNextRowOrNextColumn(bytes, offset, qualLength);
      } else if (filterResponse == ReturnCode.NEXT_ROW) {
        stickyNextRow = true;
        return MatchCode.SEEK_NEXT_ROW;
      } else if (filterResponse == ReturnCode.SEEK_NEXT_USING_HINT) {
        return MatchCode.SEEK_NEXT_USING_HINT;
      }
    }

/**
 * Implementing classes of this interface will be used for the tracking
 * and enforcement of columns and numbers of versions and timeToLive during
 * the course of a Get or Scan operation.
 */
MatchCode colChecker = columns.checkColumn(bytes, offset, qualLength,
    timestamp, type, kv.getMemstoreTS() > maxReadPointToTrackVersions);

客户端迭代结果集,返回的MatchCode:

SEEK_NEXT_COL
------------------------------
INCLUDE_AND_SEEK_NEXT_ROW
------------------------------
SEEK_NEXT_COL
------------------------------
INCLUDE_AND_SEEK_NEXT_ROW 

......

最后StoreScanner返回结果:

case INCLUDE_AND_SEEK_NEXT_COL:
 Filter f = matcher.getFilter();
 results.add(f == null ? kv : f.transform(kv));


 if (qcode == ScanQueryMatcher.MatchCode.INCLUDE_AND_SEEK_NEXT_ROW) {
   if (!matcher.moreRowsMayExistAfter(kv)) {
     outResult.addAll(results);
     return false;
   }
   reseek(matcher.getKeyForNextRow(kv));
 } else if (qcode == ScanQueryMatcher.MatchCode.INCLUDE_AND_SEEK_NEXT_COL) {
   reseek(matcher.getKeyForNextColumn(kv));
 } else {
   this.heap.next();
 }


 RegionMetricsStorage.incrNumericMetric(metricNameGetSize, kv.getLength());
 if (limit > 0 && (results.size() == limit)) {
   break LOOP;
 }
 continue;
......
if (!results.isEmpty()) {
  // copy jazz
  outResult.addAll(results);
  return true;
}
点赞
收藏
评论区
推荐文章
blmius blmius
3年前
MySQL:[Err] 1292 - Incorrect datetime value: ‘0000-00-00 00:00:00‘ for column ‘CREATE_TIME‘ at row 1
文章目录问题用navicat导入数据时,报错:原因这是因为当前的MySQL不支持datetime为0的情况。解决修改sql\mode:sql\mode:SQLMode定义了MySQL应支持的SQL语法、数据校验等,这样可以更容易地在不同的环境中使用MySQL。全局s
皕杰报表之UUID
​在我们用皕杰报表工具设计填报报表时,如何在新增行里自动增加id呢?能新增整数排序id吗?目前可以在新增行里自动增加id,但只能用uuid函数增加UUID编码,不能新增整数排序id。uuid函数说明:获取一个UUID,可以在填报表中用来创建数据ID语法:uuid()或uuid(sep)参数说明:sep布尔值,生成的uuid中是否包含分隔符'',缺省为
待兔 待兔
4个月前
手写Java HashMap源码
HashMap的使用教程HashMap的使用教程HashMap的使用教程HashMap的使用教程HashMap的使用教程22
Jacquelyn38 Jacquelyn38
3年前
2020年前端实用代码段,为你的工作保驾护航
有空的时候,自己总结了几个代码段,在开发中也经常使用,谢谢。1、使用解构获取json数据let jsonData  id: 1,status: "OK",data: 'a', 'b';let  id, status, data: number   jsonData;console.log(id, status, number )
Wesley13 Wesley13
3年前
4cast
4castpackageloadcsv.KumarAwanish发布:2020122117:43:04.501348作者:KumarAwanish作者邮箱:awanish00@gmail.com首页:
Wesley13 Wesley13
3年前
mysql设置时区
mysql设置时区mysql\_query("SETtime\_zone'8:00'")ordie('时区设置失败,请联系管理员!');中国在东8区所以加8方法二:selectcount(user\_id)asdevice,CONVERT\_TZ(FROM\_UNIXTIME(reg\_time),'08:00','0
Wesley13 Wesley13
3年前
00:Java简单了解
浅谈Java之概述Java是SUN(StanfordUniversityNetwork),斯坦福大学网络公司)1995年推出的一门高级编程语言。Java是一种面向Internet的编程语言。随着Java技术在web方面的不断成熟,已经成为Web应用程序的首选开发语言。Java是简单易学,完全面向对象,安全可靠,与平台无关的编程语言。
Stella981 Stella981
3年前
Django中Admin中的一些参数配置
设置在列表中显示的字段,id为django模型默认的主键list_display('id','name','sex','profession','email','qq','phone','status','create_time')设置在列表可编辑字段list_editable
Wesley13 Wesley13
3年前
MySQL部分从库上面因为大量的临时表tmp_table造成慢查询
背景描述Time:20190124T00:08:14.70572408:00User@Host:@Id:Schema:sentrymetaLast_errno:0Killed:0Query_time:0.315758Lock_
Python进阶者 Python进阶者
10个月前
Excel中这日期老是出来00:00:00,怎么用Pandas把这个去除
大家好,我是皮皮。一、前言前几天在Python白银交流群【上海新年人】问了一个Pandas数据筛选的问题。问题如下:这日期老是出来00:00:00,怎么把这个去除。二、实现过程后来【论草莓如何成为冻干莓】给了一个思路和代码如下:pd.toexcel之前把这