HBase预写日志WAL机制

冷不防 2022-01-23 10:49 610阅读 0赞

预写日志（Write-ahead log，WAL）  
最重要的作用是灾难恢复，一旦服务器崩溃，通过重放log，我们可以恢复崩溃之前的数据。如果写入WAL失败，整个操作也将认为失败。

从上图看：  
1 客户端对数据执行一个修改操作，如put(),delete(),incr()等。  
2 每一个修改被封装到一个KeyValue对象实例，并通过RPC调用发送出来。  
3 上述调用成批地发送给含有匹配region的HRegionServer。  
4 数据先被写入到WAL，然后被放放到实际拥有记录的存储文件的MemStore中。  
5 当MemStore达到一定的大小或经历一个特定时间之后，数据会异步地连续写入到文件系统中。

由于实际的日志存储在HDFS上，所以即使在服务器完全崩溃的情况下，WAL也能保证数据不会丢失。其他服务器可以打开日志文件然后回放这些修改。

为什么要一个RegionServer 对应于一个HLog。为什么不是一个region对应于一个log file?  
引用BigTable中的一段话：  
如果我们每一个“tablet”（对应于HBase的region）都提交一个日志文件，会需要并发写入大量的文件到GFS，这样，根据每个GFS  
server所依赖的文件系统，写入不同的日志文件会造成大量的磁盘操作。  
HBase依照这样的原则。在日志被回滚和安全删除之前，将会有大量的文件。如果改成一个region对应于一个文件，将会不好扩展，迟早会引发问题。

延迟（异步）同步写入WAL

WAL在默认情况下时开启的，当然，我们也可以手动关闭。调用\{Mutation.setDurability（Durability.SKIP\_WAL）\}方法来关闭，这样做的确可以使得数据操作快一点，但并不建议这样做，一旦服务器宕机，数据就会丢失。

延迟（异步）同步写入WAL。调用setDurability（Durability.ASYNC\_WAL），这样通过设置时间间隔来延迟将操作写入WAL。  
时间间隔：HBase间隔多久会将操作从内存写入到WAL，默认值为1s。 这种方法也可以相对应地提高性能。

WAL几个重要的类  
1、HLog

HLog是实现WAL的类。一个HRegionServer对应一个HLog实例。当HRegion初始化时，HLog将作为一个参数传给HRegion的构造函数。  
HLog最核心的是调用doWrite的append()方法，前面提到的可能对数据改动的操作都就将首先调用这个方法。出于性能的考虑，put(), delete()和incrementColumnValue()有一个开关函数setWriteToWAL(boolean) ，  
设为false将禁用WAL。这是为什么上图中向下的箭头是虚线的原因。默认时候当然需要WAL，但是假如你运行一个数据导入的MapReduceJob，你可以通过关闭WAL获得性能上的提升。

2、HLogKey类

1、当前的WAL使用的是hadoop的sequencefile格式，其key是HLogKey实例。HLogKey中记录了写入数据的归属信息，，除了table和region名字外，同时还包括sequencenumber和timestamp，timestamp是“写入时间“，sequencenumber的起始值为0，或者是最近一次存入文件系统中sequence number  
2、HLog sequenceFile的value是HBase的KeyValue对象，即对应HFile中的KeyValue

3、WALEdit类

客户端发送的每个修改都会封装成WALEdit类，一个WALEdit类包含了多个更新操作，可以说一个WALEdit就是一个原子操作，包含若干个操作的集合

4、LogSyncer类

Table在创建的时候，有一个参数可以设置，是否每次写Log日志都需要往集群里的其他机器同步一次，默认是每次都同步，同步的开销是比较大的，但不及时同步又可能因为机器宕而丢日志。

同步的操作现在是通过Pipeline的方式来实现的，Pipeline是指datanode接收数据后，再传给另外一台datanode，是一种串行的方式；  
n-Way Writes是指多datanode同时接收数据，最慢的一台结束就是整个结束。  
差别在于一个延迟大，一个并发高，hdfs现在正在开发中，以便可以选择是按Pipeline还是n-Way Writes来实现写操作。

Table如果设置每次不同步，则写操作会被RegionServe缓存，并启动一个LogSyncer线程来定时同步日志，定时时间默认是1秒，也可由hbase.regionserver.optionallogflushinterval设置。

5、LogRoller类

日志写入的大小是有限制的。LogRoller类会作为一个后台线程运行，在特定的时间间隔内滚动日志。通过hbase.regionserver.logroll.period属性控制，默认1小时。

WAL滚动  
就是上文提到的LogRoller类。  
通过wal日志切换，这样可以避免产生单独的过大的wal日志文件，这样可以方便后续的日志清理(可以将过期日志文件直接删除)另外如果需要使用日志进行恢复时，也可以同时解析多个小的日志文件，缩短恢复所需时间。  
触发滚动的条件：

1.SyncRunner线程在处理日志同步后, 检查当前在写的wal的日志大小是否超过配置\{hbase.regionserver.hlog.blocksize默认为hdfs目录块大小\}\*\{hbase.regionserver.logroll.multiplier默认0.95\}，超过后同样调用requestLogRoll发起日志滚动请求  
2.SyncRunner线程在处理日志同步后，如果有异常发生，就会调用requestLogRoll发起日志滚动请求

WAL归档和删除  
归档：WAL创建出来的文件都会放在/hbase/.log下，在WAL文件被定为归档时，文件会被移动到/hbase/.oldlogｓ下  
删除：１.判断：是否此WAL文件不再需要，是否没有被其他引用指向这个WAL文件

会引用此文件的服务：  
（１）TTL进程：该进程会保证WAL文件一直存活直到达到hbase.master.logcleaner.ttl定义的超时时间（默认10分钟）为止  
（２）（2）备份（replication）机制：如果你开启了HBase的备份机制，那么HBase要保证备份集群已经完全不需要这个WAL文件了，才会删除这个WAL文件。这里提到的replication不是文件的备份数，而是0.90版本加入的特性，这个特性用于把一个集群的数据实时备份到另外一个集群。如果你的手头就一个集群，可以不用考虑这个因素。

２.删除

Write-Ahead-Log（WAL）保证数据的高可用性。  
如果没有 WAL，当RegionServer宕掉的时候，MemStore 还没有写入到HFile，或者StoreFile还没有保存，数据就会丢失。  
HBase中的HLog机制是WAL的一种实现，每个RegionServer中都会有一个HLog的实例，RegionServer会将更新操作（如 Put，Delete）先记录到 WAL（也就是HLog）中，然后将其写入到Store的MemStore，最终MemStore会将数据写入到持久化的HFile中（MemStore 到达配置的内存阀值）。这样就保证了HBase的高可用性。

转：https://blog.csdn.net/f1550804/article/details/88380971