springboot 整合hbase

小码农叔叔 2022-05-28 我要评论

前言

作为大数据家族中的重要一员，在大数据以及海量数据存储方面，hbase具有重要的地方，本篇将从java对hbase的操作上，进行详细的说明；

HBase 定义

HBase 是一种分布式、可扩展、支持海量数据存储的 NoSQL 数据库；

HBase 数据模型

从逻辑上来说，HBase 数据模型同关系型数据库很类似，数据存储在一张表中，有行有列。但从 HBase 的底层物理存储结构（K-V）来看，HBase 更像是一个 multi-dimensional map；

物理存储结构

数据模型

hbase中有几个重要的与数据模型相关的术语，有必要做深入的了解；

1、Name Space

命名空间，类似于关系型数据库的 DatabBase 概念，每个命名空间下有多个表；
自带两个默认的命名空间，分别是 hbase 和 default，hbase 中存放的是 HBase 内置的表，default 表是用户默认使用的命名空间；

2、Region

Region 类似于关系型数据库的表概念；
HBase 定义表时只需要声明列族即可，不需要声明具体的列；
往 HBase 写入数据时，字段可以动态、按需指定；

因此，和关系型数据库相比，HBase 能够轻松应对字段变更的场景

3、Row

HBase 表中的每行数据都由一个 RowKey 和多个 Column（列）组成，数据是按照 RowKey的字典序存储，且查询数据时只能根据 RowKey 进行检索，所以RowKey 的设计十分重要；

4、Column

HBase 中的每个列都由 Column Family(列族)和 Column Qualifier（列限定符）进行限定，例如 info：name，info：age；
建表时，只需指明列族，而列限定符无需预先定义；

5、Time Stamp

用于标识数据的不同版本（version）；
每条数据写入时，如果不指定时间戳，系统会自动为其加上该字段，其值为写入HBase 的时间；

6、Cell

由{rowkey, column Family：column Qualifier, time Stamp} 唯一确定的单元；
cell 中的数据是没有类型的，全部是字节码形式存储；

window环境下快速搭建 hbase运行环境

在小编之前的某一篇中，分享了基于centos7环境搭建hbase的单机运行环境，本篇为方便演示，在windows下快速搭建一个hbase的运行环境；

搭建步骤

1、官网下载安装包；

hadoop 3.1.0 以及 hbase 1.3.1

2、配置hadoop环境变量

并加入到系统path中，

3、修改 hbase-env.cmd配置文件

进入hbase解压后的onfig目录下，在 hbase-env.cmd 添加如下的配置，即设置hbase依赖的Java环境以及自身的配置目录；

set HBASE_MANAGES_ZK=false
set JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_171
set HBASE_CLASSPATH=E:\bigData-tool\hbase-1.3.1\conf

4、修改hbase-site.xml 文件

进入hbase解压后的onfig目录下，将下面的配置文件添加到hbase-site.xml 配置中

<configuration>
    <property>  
        <name>hbase.rootdir</name>  
        <value>file:///E:/bigData-tool/hbase-1.3.1/root</value>  
    </property>  
    <property>  
        <name>hbase.tmp.dir</name>  
        <value>E:/bigData-tool/hbase-1.3.1/tem</value>  
    </property>  
    <property>  
        <name>hbase.zookeeper.quorum</name>  
        <value>127.0.0.1</value>  
    </property>  
    <property>  
        <name>hbase.zookeeper.property.dataDir</name>  
        <value>E:/bigData-tool/hbase-1.3.1/zoo</value>  
    </property>  
    <property>  
        <name>hbase.cluster.distributed</name>  
        <value>false</value>  
     </property>  
</configuration>

5、启动hbase服务

进入bin目录下，在cmd窗口中执行下面的启动脚本启动

启动成功后，可以通过浏览器控制台查看hbase服务信息

6、hbase客户端测试

服务启动之后，在bin目录下，通过hbase提供的shell客户端操作命令测试下服务，进入bin目录下，直接cmd输入 hbase shell 即可

输入 list命令，查看下当前所有的表

到此为主，所有的准备工作就完成了，下面让我们通过hbase提供的Java客户端SDK来看看如何操作habse数据库吧；

Java API详细使用

1、导入客户端依赖

		<dependency>
            <groupId>org.apache.hbase</groupId>
            <artifactId>hbase-client</artifactId>
            <version>1.3.1</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.apache.hbase</groupId>
            <artifactId>hbase</artifactId>
            <version>1.3.1</version>
        </dependency>

2、DDL相关操作

和ddl相关的包括，判断表是否存在，创建表，创建命名空间，删除表，删除命名空间；

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.*;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Admin;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Connection;
import org.apache.hadoop.hbase.client.ConnectionFactory;
import org.apache.hadoop.hbase.client.HBaseAdmin;

import java.io.IOException;

public class DDlTest {

    public static Connection connection = null;
    public static Admin admin = null;

    static {
        Configuration conf = HBaseConfiguration.create();
        //使用 HBaseConfiguration 的单例方法实例化
        conf = HBaseConfiguration.create();
        conf.set("hbase.zookeeper.quorum", "127.0.0.1");
        conf.set("hbase.zookeeper.property.clientPort", "2181");
        try {
            connection = ConnectionFactory.createConnection(conf);
            admin = connection.getAdmin();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

    }

    /**
     * 判断表是否存在
     * @param tableName
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static boolean isTableExistV1(String tableName) throws Exception {
        HBaseConfiguration conf = new HBaseConfiguration();
        conf.set("hbase.zookeeper.quorum", "127.0.0.1");
        conf.set("hbase.zookeeper.property.clientPort", "2181");
        HBaseAdmin admin = new HBaseAdmin(conf);
        boolean tableExists = admin.tableExists(tableName);
        admin.close();
        return tableExists;
    }

    /**
     * 判断表是否存在
     * @param tableName
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static boolean isTableExistV2(String tableName) throws Exception {
        Configuration conf = HBaseConfiguration.create();
        conf.set("hbase.zookeeper.quorum", "127.0.0.1");
        conf.set("hbase.zookeeper.property.clientPort", "2181");
        Connection connection = ConnectionFactory.createConnection(conf);
        Admin admin = connection.getAdmin();
        boolean result = admin.tableExists(TableName.valueOf(tableName));
        admin.close();
        return result;
    }

    public static boolean isTableExistV3(String tableName) throws Exception {
        boolean result = admin.tableExists(TableName.valueOf(tableName));
        return result;
    }

    /**
     * 创建表
     * @param tableName 表名
     * @param columnFamily 列簇名
     * @throws Exception
     */
    public static void createTable(String tableName, String... columnFamily) throws Exception {

        if (columnFamily.length <= 0) {
            System.out.println("请传入列簇信息");
        }
        //判断表是否存在
        if (isTableExistV3(tableName)) {
            System.out.println("表" + tableName + "已存在");
            close();
            return;
        }
        //创建表属性对象,表名需要转字节
        HTableDescriptor descriptor = new HTableDescriptor(TableName.valueOf(tableName));

        //创建多个列族
        for (String cf : columnFamily) {
            descriptor.addFamily(new HColumnDescriptor(cf));
        }
        //根据对表的配置，创建表
        admin.createTable(descriptor);
        System.out.println("表" + tableName + "创建成功！");
        close();
    }

    /**
     * 删除表
     * @param tableName
     */
    public static void dropTable(String tableName) throws Exception{
        if (!isTableExistV3(tableName)) {
            System.out.println(tableName + ": 不存在 !" );
            return;
        }
        //1、下线表
        admin.disableTable(TableName.valueOf(tableName));
        //2、删除表
        admin.deleteTable(TableName.valueOf(tableName));
        System.out.println("删除表成功");
        close();
    }

    /**
     * 创建命名空间
     * @param nameSpace
     */
    public static void createNameSpace(String nameSpace){
        if(nameSpace == null){
            System.out.println(nameSpace + ": 不存在 !" );
            return;
        }
        NamespaceDescriptor namespaceDescriptor = NamespaceDescriptor.create(nameSpace).build();
        try {
            admin.createNamespace(namespaceDescriptor);
        } catch (NamespaceExistException e){
            System.out.println("命名空间已存在");
        }
        catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(nameSpace + ": 命名空间创建成功");
    }

    public static void close() {
        if (admin != null) {
            try {
                admin.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if (connection != null) {
            try {
                connection.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

我们选取其中一个判断表是否存在的方法做一下测试，观察控制台输出结果，其他的方法有兴趣的同学可以依次做测试即可；

3、DML相关操作

和DML操作相关的主要包括表数据的增删改查，相对来说，在实际开发中，DML的操作，尤其是数据查询，可能使用的更加频繁，因此关于DML的操作务必要掌握；

package com.congge.test;

import org.apache.commons.lang.StringUtils;
import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.Cell;
import org.apache.hadoop.hbase.CellUtil;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.apache.hadoop.hbase.TableName;
import org.apache.hadoop.hbase.client.*;
import org.apache.hadoop.hbase.util.Bytes;

import java.io.IOException;

public class DMLTest {

    public static Connection connection = null;
    public static Admin admin = null;

    static {
        Configuration conf = HBaseConfiguration.create();
        //使用 HBaseConfiguration 的单例方法实例化
        conf = HBaseConfiguration.create();
        conf.set("hbase.zookeeper.quorum", "127.0.0.1");
        conf.set("hbase.zookeeper.property.clientPort", "2181");
        try {
            connection = ConnectionFactory.createConnection(conf);
            admin = connection.getAdmin();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //System.out.println(isTableExistV1("user"));
        //System.out.println(isTableExistV3("user"));
        //createTable("stu","info1","info2");
        //给表put数据
        //putData("stu","1005","info1","name","wangwu");
        //putData("stu","1003","info1","name","q7");
        //获取表数据
        //System.out.println("----------");
        //getData("stu","1005","","");
        //获取数据【scan的方式】
        //getDataFromScan("stu");
        //dropTable("stu");
        //createNameSpace("0409");

        deleteData("stu","1005","","");
        close();
    }

    public static boolean isTableExistV3(String tableName) throws Exception {
        boolean result = admin.tableExists(TableName.valueOf(tableName));
        return result;
    }

    /**
     *
     * @param tableName 表名
     * @param rowKey    rowKey
     * @param cf        columnFamily
     * @param cn        columnName
     * @param value     columnValue
     */
    public static void putData(String tableName,String rowKey,String cf,String cn,String value) throws Exception{

        //1、获取表对象
        Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));

        //2、拼接 put对象
        Put put = new Put(Bytes.toBytes(rowKey));

        //3、添加 字段信息 column
        put.addColumn(Bytes.toBytes(cf),Bytes.toBytes(cn),Bytes.toBytes(value));

        //4、执行数据插入
        table.put(put);

        System.out.println("数据插入成功");
    }

    /**
     * 获取数据
     * @param tableName
     * @param rowKey
     * @param cf
     * @param cn
     */
    public static void getData(String tableName,String rowKey,String cf,String cn) throws Exception{
        Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
        Get get = new Get(Bytes.toBytes(rowKey));
        //添加 cf【也可以不添加】
        //get.addFamily(Bytes.toBytes(cf));
        // 同时传入 cf 和 cn
        if(StringUtils.isNotEmpty(cf) && StringUtils.isNotEmpty(cn)){
            get.addColumn(Bytes.toBytes(cf),Bytes.toBytes(cn));
        }
        Result result = table.get(get);
        //解析结果
        Cell[] cells = result.rawCells();
        for(Cell cell : cells){
            System.out.println("cf : " + Bytes.toString(CellUtil.cloneFamily(cell)));
            System.out.println("cn : " + Bytes.toString(CellUtil.cloneQualifier(cell)));
            System.out.println("value : " + Bytes.toString(CellUtil.cloneValue(cell)));
        }
    }

    /**
     * 通过扫描的方式获取数据
     * @param tableName
     */
    public static void getDataFromScan(String tableName) throws Exception{
        Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));

        //拿到扫描器对象
        //Scan scan = new Scan();
        //可以根据 rowkey继续获取【非必须】
        Scan scan = new Scan(Bytes.toBytes("1001"),Bytes.toBytes("1003"));
        ResultScanner resultScanner = table.getScanner(scan);

        //结果解析
        for(Result result : resultScanner){
            Cell[] cells = result.rawCells();
            for(Cell cell : cells){
                System.out.println("rowkey : " + Bytes.toString(CellUtil.cloneRow(cell)));
                System.out.println("cf : " + Bytes.toString(CellUtil.cloneFamily(cell)));
                System.out.println("cn : " + Bytes.toString(CellUtil.cloneQualifier(cell)));
                System.out.println("value : " + Bytes.toString(CellUtil.cloneValue(cell)));
            }
        }
    }

    /**
     * 删除数据
     * @param tableName
     * @param rowKey
     * @param cf
     * @param cn
     * @throws Exception
     */
    public static void deleteData(String tableName,String rowKey,String cf,String cn) throws Exception{
        Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
        Delete delete = new Delete(Bytes.toBytes(rowKey));
        //还可以传入列簇，以及字段名【非必须】
        if(StringUtils.isNotEmpty(cf) && StringUtils.isNotEmpty(cn)){
            delete.addColumn(Bytes.toBytes(cf),Bytes.toBytes(cn));
        }
        table.delete(delete);
        System.out.println("数据删除成功");
    }

    public static void close() {
        if (admin != null) {
            try {
                admin.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if (connection != null) {
            try {
                connection.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

}

下面选择几个方法做一下测试，观察下效果如何，

插入数据与查询数据

其中关于查询数据，其API很灵活，可以只传入 rowKey，也可以进一步传入列簇以及指定字段名称查询；

删除数据测试

更多的方法有兴趣的同学可以一一测试，限于篇幅，这里就不继续展开了；

Hbase与springboot整合

下面演示下在web应用中，与springboot的整合过程

1、导入springboot依赖

		<dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

2、添加一个工具类

使用该工具类，完成对hbase的一系列的增删查改

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.Cell;
import org.apache.hadoop.hbase.CellUtil;
import org.apache.hadoop.hbase.TableName;
import org.apache.hadoop.hbase.client.*;
import org.apache.hadoop.hbase.util.Bytes;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import java.io.IOException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class HBaseService {

    private Logger log = LoggerFactory.getLogger(HBaseService.class);

    private Admin admin = null;

    private Connection connection = null;

    public HBaseService(Configuration conf) {
        try {
            connection = ConnectionFactory.createConnection(conf);
            admin = connection.getAdmin();
        } catch (IOException e) {
            log.error("获取HBase连接失败!");
        }
    }

    public Map<String,String> getData(String tableName,String rowKey,String cf,String cn) throws Exception{

        Map<String,String> resultMap = new HashMap<>();
        Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
        Get get = new Get(Bytes.toBytes(rowKey));
        //添加 cf【也可以不添加】
        //get.addFamily(Bytes.toBytes(cf));

        // 同时传入 cf 和 cn
        //get.addColumn(Bytes.toBytes(cf),Bytes.toBytes(cn));

        Result result = table.get(get);
        //解析结果
        Cell[] cells = result.rawCells();
        for(Cell cell : cells){
            String columnFamilyName = Bytes.toString(CellUtil.cloneFamily(cell));
            System.out.println("columnFamilyName : " + columnFamilyName);
            String colName = Bytes.toString(CellUtil.cloneQualifier(cell));
            System.out.println("colName : " + colName);
            String colValue = Bytes.toString(CellUtil.cloneValue(cell));
            System.out.println("colValue : " + colValue);
            resultMap.put(colName,colValue);
        }
        return resultMap;
    }

}

将该类添加到spring容器中，方便后续其他类注入

import com.congge.service.HBaseService;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class HBaseConfig {

    @Bean
    public HBaseService getHbaseService() {
        //设置临时的hadoop环境变量，之后程序会去这个目录下的\bin目录下找winutils.exe工具，windows连接hadoop时会用到
        //System.setProperty("hadoop.home.dir", "D:\\Program Files\\Hadoop");
        //执行此步时，会去resources目录下找相应的配置文件，例如hbase-site.xml
        org.apache.hadoop.conf.Configuration conf = HBaseConfiguration.create();
        conf.set("hbase.zookeeper.quorum", "127.0.0.1");
        conf.set("hbase.zookeeper.property.clientPort", "2181");
        return new HBaseService(conf);
    }

}

注意，在实际开发中，连接zk的信息可以通过外部配置文件读取进来；

3、编写一个测试使用的controller类

import com.congge.service.HBaseService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.Map;

@RestController
public class HbaseController {

    @Autowired
    private HBaseService hBaseService;

    @GetMapping("/getData")
    public Map<String,String> getData(String tableName, String rowKey, String cf, String cn) throws Exception{
        return hBaseService.getData(tableName,rowKey,cf,cn);
    }

}

在该类中，有一个获取单行数据的方法，启动工程，浏览器访问接口：

http://localhost:8087/getData?tableName=stu&rowKey=1002

本篇详细总结了hbase的Java客户端的使用，在实际开发过程中，还需要结合自身的情况做更加细致的整合与优化，本篇到此结束，感谢观看！