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Excel資料匯入到hbase實戰

2022-01-31 08:08:24 其他

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表的設計

  • 列蔟：推薦1-2個，能使用1個就不是使用2個
  • 版本的設計：如果我們的專案不需要保存歷史的版本，直接按照默認配置VERSIONS=1就OK，如果專案中需要保存歷史的變更資訊，就可以將VERSIONS設定為>1，但是設定為大于1也就意味著要占用更多的空間
  • 資料的壓縮：在創建表的時候，可以針對列蔟指定資料壓縮方式（GZ、SNAPPY、LZO），GZ方式是壓縮比最高的，13%左右的空間，但是它的壓縮和解壓縮速度慢一些

避免熱點的關鍵操作

  1. 預磁區

    • 在創建表的時候，配置一些策略，讓一個table有多個region，分布在不同的HRegionServer中
    • HBase會自動進行split，如果一個region過大，HBase會自動split成兩個，就是根據rowkey來橫向切分

  2. rowkey設計

    • 反轉：舉例：手機號碼、時間戳，可以將手機號碼反轉

    • 加鹽：在rowkey前面加亂數，加了亂數之后，就會導致資料查詢不出來，因為HBase默認是沒有二級索引的

    • hash：根據rowkey中的某個部分取hash，因為hash每次計算都一樣的值，所以，我們可以用hash操作獲取資料

    • 這幾種策略，因為要將資料均勻分布在集群中的每個RegionServer，所以其核心就是把rowkey打散后放入到集群節點中，所以資料不再是有序的存盤，會導致scan的效率下降

預磁區

  • 預磁區有兩種策略

    • startKey、endKey來預磁區 [10, 40, 50]

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  • 直接指定數量，startKey、endKey由hbase自動生成，還需要指定key的演算法

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  • HBase的資料都是存放在HDFS中

    • /hbase/data/命名空間/表/列蔟/StoreFiles

建表指令

# 一、命名空間
# 1. 創建一個命名空間
create_namespace 'MOMO_CHAT'

# 2. 查看命名空間
list_namespace

# 3. 洗掉之前的命名空間
drop_namespace 'MOMO_CHAT'

# 4. 查看某個具體的命名空間
describe_namespace 'MOMO_CHAT'
describe_namespace 'default'

# 5. 在命令MOMO_CHAT命名空間下創建名為：MSG的表，該表包含一個名為C1的列蔟，
# 注意：帶有命名空間的表，使用冒號將命名空間和表名連接到一起
create "MOMO_CHAT:MSG", "C1"

# 6. 指定修改某個表的列蔟，它的壓縮方式
alter "MOMO_CHAT:MSG", {NAME => "C1", COMPRESSION => "GZ"}

# 7. 洗掉之前創建的表
disable "MOMO_CHAT:MSG"
drop "MOMO_CHAT:MSG"

# 8. 在創建表時需要指定預磁區
create 'MOMO_CHAT:MSG', {NAME => "C1", COMPRESSION => "GZ"}, { NUMREGIONS => 6, SPLITALGO => 'HexStringSplit'}

可以看到已經有了六個region，
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隨機生成一條訊息

  1. 通過ExcelReader工具類從Excel檔案中讀取資料，放入到一個Map結構中
    • key：欄位名
    • value：List，欄位對應的資料串列
  2. 創建getOneMessage方法，這個方法專門用來根據Excel讀取到的資料，隨機生成一個Msg物體物件
    • 呼叫ExcelReader.randomColumn方法來隨機獲取一個列的資料
  3. 注意：訊息使用的是系統當前時間，時間的格式是：年-月-日 小時:分鐘:秒
public class MoMoMsgGen {
    public static void main(String[] args) {
        // 讀取Excel檔案中的資料
        Map<String, List<String>> resultMap =
                ExcelReader.readXlsx("D:\\課程研發\\51.V8.0_NoSQL_MQ\\2.HBase\\3.代碼\\momo_chat_app\\data\\測驗資料集.xlsx", "陌陌資料");

        System.out.println(getOneMessage(resultMap));
    }

    /**
     * 基于從Excel表格中讀取的資料隨機生成一個Msg物件
     * @param resultMap Excel讀取的資料（Map結構）
     * @return 一個Msg物件
     */
    public static Msg getOneMessage(Map<String, List<String>> resultMap) {
        // 1.	構建Msg物體類物件
        Msg msg = new Msg();

        // 將當前系統的時間設定為訊息的時間，以年月日 時分秒的形式存盤
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        // 獲取系統時間
        Date now = new Date();
        msg.setMsg_time(simpleDateFormat.format(now));

        // 2.	呼叫ExcelReader中的randomColumn隨機生成一個列的資料
        // 初始化sender_nickyname欄位，呼叫randomColumn隨機取nick_name設定資料
        msg.setSender_nickyname(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "sender_nickyname"));
        msg.setSender_account(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "sender_account"));
        msg.setSender_sex(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "sender_sex"));
        msg.setSender_ip(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "sender_ip"));
        msg.setSender_os(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "sender_os"));
        msg.setSender_phone_type(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "sender_phone_type"));
        msg.setSender_network(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "sender_network"));
        msg.setSender_gps(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "sender_gps"));
        msg.setReceiver_nickyname(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "receiver_nickyname"));
        msg.setReceiver_ip(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "receiver_ip"));
        msg.setReceiver_account(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "receiver_account"));
        msg.setReceiver_os(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "receiver_os"));
        msg.setReceiver_phone_type(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "receiver_phone_type"));
        msg.setReceiver_network(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "receiver_network"));
        msg.setReceiver_gps(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "receiver_gps"));
        msg.setReceiver_sex(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "receiver_sex"));
        msg.setMsg_type(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "msg_type"));
        msg.setDistance(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "distance"));
        msg.setMessage(ExcelReader.randomColumn(resultMap, "message"));

        // 3.	注意時間使用系統當前時間

        return msg;
    }
}

生成rowkey

  1. ROWKEY = MD5Hash_發件人賬號_收件人賬號_訊息時間戳
  2. MD5Hash.getMD5AsHex生成MD5值，為了縮短rowkey，取前8位
// 根據Msg物體物件生成rowkey
    public static byte[] getRowkey(Msg msg) throws ParseException {
        //
        // ROWKEY = MD5Hash_發件人賬號_收件人賬號_訊息時間戳
        //
        // 使用StringBuilder將發件人賬號、收件人賬號、訊息時間戳使用下劃線（_）拼接起來
        StringBuilder builder = new StringBuilder();
        builder.append(msg.getSender_account());
        builder.append("_");
        builder.append(msg.getReceiver_account());
        builder.append("_");
        // 獲取訊息的時間戳
        String msgDateTime = msg.getMsg_time();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        Date msgDate = simpleDateFormat.parse(msgDateTime);
        long timestamp = msgDate.getTime();
        builder.append(timestamp);

        // 使用Bytes.toBytes將拼接出來的字串轉換為byte[]陣列
        // 使用MD5Hash.getMD5AsHex生成MD5值，并取其前8位
        String md5AsHex = MD5Hash.getMD5AsHex(builder.toString().getBytes());
        String md5Hex8bit = md5AsHex.substring(0, 8);

        // 再將MD5值和之前拼接好的發件人賬號、收件人賬號、訊息時間戳，再使用下劃線拼接，轉換為Bytes陣列
        String rowkeyString = md5Hex8bit + "_" + builder.toString();
        System.out.println(rowkeyString);

        return Bytes.toBytes(rowkeyString);
    }

將隨機生成的資料推入到HBase

public static void main(String[] args) throws ParseException, IOException {
        // 讀取Excel檔案中的資料
        Map<String, List<String>> resultMap =
                ExcelReader.readXlsx("D:\\課程研發\\51.V8.0_NoSQL_MQ\\2.HBase\\3.代碼\\momo_chat_app\\data\\測驗資料集.xlsx", "陌陌資料");


        // 生成資料到HBase中
        // 1. 獲取Hbase連接
        Configuration config = HBaseConfiguration.create();
        Connection connection = ConnectionFactory.createConnection(config);

        // 2. 獲取HBase表MOMO_CHAT:MSG
        Table table = connection.getTable(TableName.valueOf("MOMO_CHAT:MSG"));

        int i = 0;
        int MAX = 100000;

        while (i < MAX) {
            Msg msg = getOneMessage(resultMap);
            // 3. 初始化操作Hbase所需的變數（列蔟、列名）
            byte[] rowkey = getRowkey(msg);
            String cf = "C1";
            String colMsg_time = "msg_time";
            String colSender_nickyname = "sender_nickyname";
            String colSender_account = "sender_account";
            String colSender_sex = "sender_sex";
            String colSender_ip = "sender_ip";
            String colSender_os = "sender_os";
            String colSender_phone_type = "sender_phone_type";
            String colSender_network = "sender_network";
            String colSender_gps = "sender_gps";
            String colReceiver_nickyname = "receiver_nickyname";
            String colReceiver_ip = "receiver_ip";
            String colReceiver_account = "receiver_account";
            String colReceiver_os = "receiver_os";
            String colReceiver_phone_type = "receiver_phone_type";
            String colReceiver_network = "receiver_network";
            String colReceiver_gps = "receiver_gps";
            String colReceiver_sex = "receiver_sex";
            String colMsg_type = "msg_type";
            String colDistance = "distance";
            String colMessage = "message";

            // 4. 構建put請求
            Put put = new Put(rowkey);

            // 5. 挨個添加陌陌訊息的所有列
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colMsg_time), Bytes.toBytes(msg.getMsg_time()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colSender_nickyname), Bytes.toBytes(msg.getSender_nickyname()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colSender_account), Bytes.toBytes(msg.getSender_account()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colSender_sex), Bytes.toBytes(msg.getSender_sex()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colSender_ip), Bytes.toBytes(msg.getSender_ip()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colSender_os), Bytes.toBytes(msg.getSender_os()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colSender_phone_type), Bytes.toBytes(msg.getSender_phone_type()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colSender_network), Bytes.toBytes(msg.getSender_network()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colSender_gps), Bytes.toBytes(msg.getSender_gps()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colReceiver_nickyname), Bytes.toBytes(msg.getReceiver_nickyname()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colReceiver_ip), Bytes.toBytes(msg.getReceiver_ip()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colReceiver_account), Bytes.toBytes(msg.getReceiver_account()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colReceiver_os), Bytes.toBytes(msg.getReceiver_os()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colReceiver_phone_type), Bytes.toBytes(msg.getReceiver_phone_type()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colReceiver_network), Bytes.toBytes(msg.getReceiver_network()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colReceiver_gps), Bytes.toBytes(msg.getReceiver_gps()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colReceiver_sex), Bytes.toBytes(msg.getReceiver_sex()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colMsg_type), Bytes.toBytes(msg.getMsg_type()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colDistance), Bytes.toBytes(msg.getDistance()));
            put.addColumn(Bytes.toBytes(cf), Bytes.toBytes(colMessage), Bytes.toBytes(msg.getMessage()));

            // 6. 發起put請求
            table.put(put);

            // 顯示進度
            ++i;
            System.out.println(i + " / " + MAX);
        }
        table.close();
        connection.close();
    }

這里寫入資料的數量為10w，可以看到這個請求是均勻分布在region中的，

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實作getMessage資料服務介面

使用scan + filter實作的

  1. 構建scan物件
  2. 構建4個filter（開始日期查詢、結束日期查詢、發件人、收件人）
  3. 構建一個Msg物件串列
  public List<Msg> getMessage(String date, String sender, String receiver) throws Exception {
        // 1.	構建scan物件
        Scan scan = new Scan();

        // 構建兩個帶時分秒的日期字串
        String startDateStr = date + " 00:00:00";
        String endDateStr = date + " 23:59:59";

        // 2.	構建用于查詢時間的范圍，例如：2020-10-05 00:00:00 – 2020-10-05 23:59:59
        // 3.	構建查詢日期的兩個Filter，大于等于、小于等于，此處過濾單個列使用SingleColumnValueFilter即可，
        SingleColumnValueFilter startDateFilter = new SingleColumnValueFilter(Bytes.toBytes("C1")
                , Bytes.toBytes("msg_time")
                , CompareFilter.CompareOp.GREATER_OR_EQUAL
                , new BinaryComparator(Bytes.toBytes(startDateStr)));

        SingleColumnValueFilter endDateFilter = new SingleColumnValueFilter(Bytes.toBytes("C1")
                , Bytes.toBytes("msg_time")
                , CompareFilter.CompareOp.LESS_OR_EQUAL
                , new BinaryComparator(Bytes.toBytes(endDateStr)));

        // 4.	構建發件人Filter
        SingleColumnValueFilter senderFilter = new SingleColumnValueFilter(Bytes.toBytes("C1")
                , Bytes.toBytes("sender_account")
                , CompareFilter.CompareOp.EQUAL
                , new BinaryComparator(Bytes.toBytes(sender)));

        // 5.	構建收件人Filter
        SingleColumnValueFilter receiverFilter = new SingleColumnValueFilter(Bytes.toBytes("C1")
                , Bytes.toBytes("receiver_account")
                , CompareFilter.CompareOp.EQUAL
                , new BinaryComparator(Bytes.toBytes(receiver)));

        // 6.	使用FilterList組合所有Filter
        FilterList filterList = new FilterList(FilterList.Operator.MUST_PASS_ALL
                , startDateFilter
                , endDateFilter
                , senderFilter
                , receiverFilter);

        // 7.	設定scan物件filter
        scan.setFilter(filterList);

        // 8.	獲取HTable物件，并呼叫getScanner執行
        Table table = connection.getTable(TableName.valueOf("MOMO_CHAT:MSG"));
        ResultScanner resultScanner = table.getScanner(scan);

        // 9.	獲取迭代器，迭代每一行，同時迭代每一個單元格
        Iterator<Result> iterator = resultScanner.iterator();

        // 創建一個串列，用于保存查詢出來的訊息
        ArrayList<Msg> msgList = new ArrayList<>();

        while (iterator.hasNext()) {
            // 每一行查詢出來的資料都是一個Msg物件
            Result result = iterator.next();
            Msg msg = new Msg();
            // 獲取rowkey
            String rowkey = Bytes.toString(result.getRow());
            // 單元格串列
            List<Cell> cellList = result.listCells();

            for (Cell cell : cellList) {
                // 根據當前的cell單元格的列名來判斷，設定對應的欄位
                String columnName = Bytes.toString(cell.getQualifierArray(), cell.getQualifierOffset(), cell.getQualifierLength());
                if (columnName.equals("msg_time")) {
                    msg.setMsg_time(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("sender_nickyname")) {
                    msg.setSender_nickyname(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("sender_account")) {
                    msg.setSender_account(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("sender_sex")) {
                    msg.setSender_sex(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("sender_ip")) {
                    msg.setSender_ip(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("sender_os")) {
                    msg.setSender_os(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("sender_phone_type")) {
                    msg.setSender_phone_type(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("sender_network")) {
                    msg.setSender_network(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("sender_gps")) {
                    msg.setSender_gps(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("receiver_nickyname")) {
                    msg.setReceiver_nickyname(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("receiver_ip")) {
                    msg.setReceiver_ip(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("receiver_account")) {
                    msg.setReceiver_account(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("receiver_os")) {
                    msg.setReceiver_os(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("receiver_phone_type")) {
                    msg.setReceiver_phone_type(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("receiver_network")) {
                    msg.setReceiver_network(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("receiver_gps")) {
                    msg.setReceiver_gps(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("receiver_sex")) {
                    msg.setReceiver_sex(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("msg_type")) {
                    msg.setMsg_type(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("distance")) {
                    msg.setDistance(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
                if (columnName.equals("message")) {
                    msg.setMessage(Bytes.toString(cell.getValueArray(), cell.getValueOffset(), cell.getValueLength()));
                }
            }

            msgList.add(msg);
        }

        // 關閉資源
        resultScanner.close();
        table.close();

        return msgList;
    }

先執行下這個shell看下結果

 scan 'MOMO_CHAT:MSG' , {COLUMNS => ['C1:sender_account', 'C1:receiver_account', 'C1:msg_time'], FILTER => "SingleColumnValueFilter('C1', 'sender_account', =, 'binary:13514684105') AND SingleColumnValueFilter('C1', 'receiver_account', = , 'binary:13647128512')"}

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最后附上代碼地址：https://github.com/fafeidou/momo_chat_app

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