HBase是一個分布式、可擴展的列式存儲數據庫,基于Hadoop的HDFS構建。它的基本原理可以概括為以下幾點:
數據模型:HBase的數據模型是一個稀疏的、多維的、分布式的有序映射表。數據按照行和列進行存儲,每個單元格由行鍵、列族、列限定符和時間戳唯一標識。
存儲結構:HBase的數據存儲在HDFS上,以HFile的形式存儲在分區和區域(Region)中。每個區域由一組連續的行鍵范圍組成,可以在集群中的多個節點間進行負載均衡。
分布式:HBase采用分布式的架構,將數據分片存儲在多個RegionServer上。每個RegionServer負責管理多個區域,同時在內存中維護一個MemStore,用于臨時存儲寫入操作。
讀寫過程:當客戶端發送讀寫請求時,HBase首先將請求路由到對應的RegionServer,然后RegionServer根據請求的行鍵獲取數據或寫入數據。對于讀操作,RegionServer首先檢查MemStore中是否存在數據,如果沒有則從HFile中讀取。對于寫操作,RegionServer將數據寫入MemStore,并定期將MemStore中的數據刷寫到HFile中。
強一致性:HBase保證了強一致性,每個寫操作都會生成一個WAL(Write-Ahead Log)日志,并通過HBase的分布式協調器ZooKeeper來維護數據的一致性。當RegionServer出現故障時,可以通過WAL和ZooKeeper的協同工作來實現數據的恢復。
綜上所述,HBase是一個基于Hadoop的分布式列式存儲數據庫,采用稀疏的、多維的、分布式的有序映射表數據模型,通過將數據存儲在HDFS上的分區和區域實現分布式存儲,并通過MemStore和HFile來提供高性能的讀寫操作。同時,HBase還保證了強一致性和數據的可靠性。