HBase 相关API操练(二)：Java API

一、HBase Java编程

（1）HBase是用Java语言编写的，它支持Java编程；

（2）HBase支持CRUD操作：Create，Read，Update和Delete；

（3）Java API包含HBase Shell支持的所有功能，甚至更多；

（4）Java API是访问HBase最快的一种方式。

二、HBase Java编程——程序设计步骤

　第一步：创建一个Configuration对象

　　Configuration conf = HBaseConfiguration.create();

　　1)Configuration对象包含各种配置信息

　第二步：构建一个HTable句柄

　　HTable table = new HTable(conf, tableName);

　　1)提供Configuration对象；

　　2)提供待访问Table的名称。

　第三步：执行操作

　　table.getTableName();

　　1)执行put、get、delete、scan等操作

　第四步：关闭HTable句柄

　　table.close();

　　1)将内存数据刷新到磁盘上去

　　2)释放各种资源

三、HBase交互

　　与 HBase 集群进行交互，有很多种不同的方式可以选择，如 Java API、REST、Thrift 等。下面我们以Java API为例介绍它们的用法。

Java API 交互

HBase、 与 Hadoop 一样，都是用 java 编写的，所以 HBase 对 java 支持是必需的，下面看看怎么使用java 语言对 HBase 进行操作。Java API 核心类介绍如下。

1、 HBaseConfiguration 类

　　HBaseConfiguration 是每一个 HBase Client 都会使用到的对象，它代表 HBase 配置信息。有两种构造方式。

public HBaseConfiguration()
public HBaseConfiguration(final Configuration c)

　　默认构造方式会尝试从 hbase-default.xml 和 HBase-site.xml 文件中读取配置。如果CLASSPATH 没有这两个文件，就需要自己配置。

Configuration HBASE_CONFIG = new Configuration();
HBASE_CONFIG.set("hbase.ZooKeeper.quorum","zkServer");    //hbase 服务地址
HBASE_CONFIG.set("hbase.ZooKeeper.property.clientPort","2181");    //端口号
HBaseConfiguration cfg = new HBaseConfiguration(HBASE_CONFIG);     //读取配置文件

2、 创建表

 　　创建表通过 HBaseAdmin 对象操作。HBaseAdmin 负责META 表信息的处理。HBaseAdmin 提供了 createTable 方法。

public void createTable(HTableDescriptor desc)

 　　HTableDescriptor 表示表的 Schema，提供常用方法有以下两个。

         1)setMaxFileSize：指定最大 Region 的大小。

         2)setMemStoreFlushSize：指定 MemStore Flush 到 HDFS 上的文件大小。

3、 增加 Family

        使用 addFamily 方法实现 Family 的添加。

public void addFamily(final HColumnDescriptor family)

　　HColumnDescriptor 代表 Column 的 Schema，提供的常用方法有以下几个。

        1、setTimeToLive：指定最大的 TTL（单位是 ms），过期数据会被自动删除。

        2、setInMemory：指定是否放在内存中，对小表有用，可用于提高效率。默认关闭。

        3、setBloomFilter：指定是否使用 BloomFilter，可提高随机查询效率。默认关闭。

        4、setCompressionType：设定数据压缩类型。默认无压缩。

        5、setMaxVersions：指定数据最大保存的版本个数。默认为3。

　　举个简单的例子，创建 4 个 Family 表，命令如下。

HBaseAdmin hAdmin = new HBaseAdmin(hbaseConfig);
HTableDescriptor table = new HTableDescriptor(tableName);
table.addFamily(new HColumnDescriptor("f1"));
table.addFamily(new HColumnDescriptor("f2"));
table.addFamily(new HColumnDescriptor("f3"));
table.addFamily(new HColumnDescriptor("f4"));
hAdmin.createTable(table);

4、 删除表

       删除表也是通过 HBaseAdmin 来操作，删除表之前首先要 disable 表。这是一个非常耗时的操作，所以不建议频繁删除表。

       disableTable 和 deleteTable 分别用来执行 disable 和 delete 操作。使用方法如下。

HBaseAdmin hAdmin = new HBaseAdmin(hbaseConfig);
if(hAdmin.tableExists(tableName)){
        hAdmin.disableTable(tableName);
        hAdmin.deleteTable(tableName);
}

5、查询数据

     查询分为单条随机查询和批量查询。单条查询通过 Row Key 在Table 中查询某一行的数据，HTable 提供了get 方法完成单条查询。批量查询通过制定一段 Row Key 的范围来查询，HTable 提供了 getScanner 方法完成批量查询。

public Result get(final Get get)
public ResultScanner getScanner(final Scan scan)

　  Get 对象包含一个 Get 查询需要的信息，它的构造方法有两种。

public Get(byte [] row)
public Get(byte [] row，RowLock rowLock)

     Row Lock 为了保证读写的原子性，可以传递一个已经存在 Row Lock，否则 HBase 会自动生成一个新的 Row Lock。

　　Scan 对象提供了默认构造函数，一般使用默认构造函数

1) Get 和 Scan 的常用方法有以下几个。

        addFamily/addColumn：指定需要的 Family 或者 Column，如果没有调用任何 Family 或者 Column，会返回所有的 Column。

        setMaxVersions：指定最大的版本个数。如果不带任何参数调用 setMaxVersions，表示取所有的版本。如果不调用 setMaxVersions，只会取到最新的版本。

        setTimeRange：指定最大的时间戳和最小的时间戳，只有在此范围内的 Cell 才能被获取。

        setTimeStamp：指定时间戳。

        setFilter：指定 Filter 过滤不需要的信息。

2) Scan 特有的方法如下。

        setStartRow：指定开始的行。如果不调用，从表头开始。

        setStopRow：指定结束的行（不含此行）。

        setBatch：指定最多返回的 Cell 数目。防止一行中有过多的数据，导致 OOM 错误。

3) Result 代表是一行的数据。常用方法有以下几个。

        getRow：返回 Row Key。

        raw：返回所有的 KeyValue 数组。

        getValue：按照 Column 来获取 Cell 的值。

        ResultScanner 是 Result 的一个容器，每次调用ResultScanner 的next 方法会返回Result。

public Result next() throws IOException;
public Result [] next(int nbRows) throws IOException;

  示例代码如下。

Scan scan = new Scan();
scan.setMaxVersions();
ResultScanner ss = table.getScanner(scan);
for(Result r:ss){
        System.out.println(new String(r.getRow()));
        for(KeyValue kv:r.raw){
                 System.out.println(new String(kv.getColumn()));
        }
}

6、 插入数据

        HTable 通过 put 方法插入数据，可以传递单个 put 对象 或 List put 对象分别实现单条插入和批量插入。

public void put(final Put put) throws IOException
public void put(final List< Put> puts) throws IOException

　　Put 提供3 种构造方式。

public Put(byte [] row)
public Put(byte [] row)
public Put(byte [] row,RowLock rowLock)
public Put(Put putToCopy)

 　　Put 常用的方法有以下几个。

        1)add：增加一个 Cell。

        2)setTimeStamp：指定所有 Cell 默认的 timestamp，如果一个 Cell 没有指定 timestamp，就会用到这个值。如果没有调用，HBase 会将当前时间作为未指定 timestamp 的Cell 的 timestamp。

        3)setWriteToWAL：WAL 是 Write Ahead Log 的缩写，指的是 HBase 在插入操作前是否写 Log。默认是打开，关掉会提高性能，但是如果系统出现故障（负责插入的Region Server 挂掉），数据可能会丢失。

　　另外 HTable 也有两个方法会影响插入的性能。

        1)setAutoFlash：AutoFlush 指的是在每次调用 HBase 的 Put 操作，是否提交到 HBase Server。默认是 true，每次会提交。如果此时是单条插入，就会有更多的I/O，从而降低其性能。

        2)setWriteBufferSize：Write Buffer Size 在 AutoFlush 为false 的时候起作用，默认是 2MB，也就是插入数据超过 2MB，就会自动提交到 Server。

  示例代码如下。

HTable table = new HTable(hbaseConfig, tableName);
table.setAutoFlush(autoFlush);
List< Put> lp = new ArrayList< Put>();
int count = 10000;
byte[] buffer = new byte[1024];
Random r = new Random();
for(int i = 1;i <= count;++i){
               Put p = new Put(String.format("row%09d",i).getBytes());
               r.nextBytes(buffer);
               p.add("f1".getBytes(), null, buffer);
               p.add("f2".getBytes(), null, buffer);
               p.add("f3".getBytes(), null, buffer);
               p.add("f4".getBytes(), null, buffer);
               p.setWriteToWAL(wal);
               lp.add(p);
               if(i%1000==0){
                               table.put(lp);
                               lp.clear();
               }
} 

    7、 删除数据

      HTable 通过 delete 方法删除数据。

public void delete(final Delete delete)

　　Delete 构造方法如下。

public Delete(byte [] row)
public Delete(byte [] row, long timestamp, RowLock rowLock)
public Delete(final Delete d)

　　Delete 常用方法有 deleteFamily/deleteColumn，用来指定要删除的 Family 或者 Column 的数据。 如果不调用任何这样的方法，将会删除整行。

　　注意： 如果某个 Cell 的 timestamp 高于当前时间，这个 Cell 将不会被删除，仍然可以查出来。

　　示例代码如下。

HTable table = new HTable(hbaseConfig,"mytest");
Delete d = new Delete("row1".getBytes());
table.delete(d)

  8、 切分表

　　HBaseAdmin 提供 split 方法将 table 进行切分。

public void split(final String tableNameOrRegionName)

        如果提供的是 tableName，会将 table 所有 Region 进行切分；如果提供的是 RegionName，只会切分这个Region。Split 是一个异步操作，因此它并不能确切控制 Region 的个数。

        示例代码如下。

public void split(String tableName,int number,int timeout) throws Exception{
        Configuration HBASE_CONFIG = new Configuration();
        HBASE_CONFIG.set("hbase.ZooKeeper.quorum",GlobalConf.ZOOKEEPER_QUORUM);
        HBaseConfiguration cfg = new HBaseConfiguration(HBASE_CONFIG);
        HBaseAdmin hAdmin = new HBaseAdmin(cfg);
        HTable hTable = new HTable(cfg,tableName);
        int oldsize = 0;
        long time = System.currentTimeMillis();
        while(true){
                 int size = hTable.getRegionsInfo().size();
                 logger.info("the region number="+size);
                 if(size>=number) break;
                 if(size !=oldsize){
                         hAdmin.split(hTable.getTableName());
                         oldsize = size;
                 }else if(System.currentTimeMillis()-time>timeout){
                         break;
                 }
                 Thread.sleep(1000*10);
        }
}

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