HBase 性能调优

柔光的暖阳◎ 2022-06-08 07:30 218阅读 0赞

因[官方Book Performance Tuning][Book Performance Tuning]部分章节没有按配置项进行索引，不能达到快速查阅的效果。所以我以配置项驱动，重新整理了原文，并补充一些自己的理解，如有错误，欢迎指正。

### 配置优化 ###

**zookeeper.session.timeout  
默认值**：3分钟（180000ms）  
**说明**：RegionServer与Zookeeper间的连接超时时间。当超时时间到后，ReigonServer会 被Zookeeper从RS集群清单中移除，HMaster收到移除通知后，会对这台server负责的regions重新balance，让其他存活的 RegionServer接管.  
**调优**：  
这个timeout决定了RegionServer是否能够及时的failover。设置成1分钟或更低，可以减少因等待超时而被延长的failover时间。  
不过需要注意的是，对于一些Online应用，RegionServer的宕机到恢复时间本身就很短的（网络闪断，crash等故障，运维可快速介入）， 如果调低timeout时间，会得不偿失。因为当ReigonServer被正式从RS集群中移除时，HMaster就开始做balance了，当故障的 RS快速恢复后，这个balance动作是毫无意义的，反而会使负载不均匀，给RS带来更多负担。

**hbase.regionserver.handler.count  
默认值**：10  
**说明**：RegionServer的请求处理IO线程数。  
**调优**：  
这个参数的调优与内存息息相关。  
较少的IO线程，适用于处理单次请求内存消耗较高的Big PUT场景（大容量单次PUT或设置了较大cache的scan，均属于Big PUT）或ReigonServer的内存比较紧张的场景。  
较多的IO线程，适用于单次请求内存消耗低，TPS要求非常高的场景。  
这里需要注意的是如果server的region数量很少，大量的请求都落在一个region上，因快速充满memstore触发flush导致的读写锁会影响全局TPS，不是IO线程数越高越好。  
压测时，开启[Enabling RPC-level logging][]，可以同时监控每次请求的内存消耗和GC的状况，最后通过多次压测结果来合理调节IO线程数。  
这里是一个案例 [Hadoop and HBase Optimization for Read Intensive Search Applications][]，作者在SSD的机器上设置IO线程数为100，仅供参考。

**hbase.hregion.max.filesize  
默认值**：256M  
**说明**：在当前ReigonServer上单个Reigon的大小，单个Region超过指定值时，这个Region会被自动split成更小的region。  
**调优**：  
小region对split和compaction友好，因为拆分region或compact小region里的storefile速度很快，内存占用低。缺点是split和compaction会很频繁。  
特别是数量较多的小region不停地split, compaction，会使响应时间波动很大，region数量太多不仅给管理上带来麻烦，甚至引发一些Hbase的bug。  
一般512以下的都算小region。

大region，则不太适合经常split和compaction，因为做一次compact和split会产生较长时间的停顿，对应用的读写性能冲击非常大。此外，大region意味着较大的storefile，compaction时对内存也是一个挑战。  
当然，大region还是有其用武之地，你只要在某个访问量低峰的时间点统一做compact和split，大region就可以发挥优势了，毕竟它能保证绝大多数时间平稳的读写性能。

既然split和compaction如此影响性能，有没有办法去掉？  
compaction是无法避免的，split倒是可以从自动调整为手动。  
只要通过将这个参数值调大到某个很难达到的值，比如100G，就可以间接禁用自动split（RegionServer不会对未到达100G的region做split）。  
再配合[RegionSplitter][]这个工具，在需要split时，手动split。  
手动split在灵活性和稳定性上比起自动split要高很多，相反，管理成本增加不多，比较推荐online实时系统使用。

内存方面，小region在设置memstore的大小值上比较灵活，大region则过大过小都不行，过大会导致flush时app的IO wait增高，过小则因store file过多读性能降低。

**hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit/lowerLimit**

**默认值：**0.4/0.35  
**upperlimit说明**：hbase.hregion.memstore.flush.size 这个参数的作用是 当单个memstore达到指定值时，flush该memstore。但是，一台ReigonServer可能有成百上千个memstore，每个 memstore也许未达到flush.size，jvm的heap就不够用了。该参数就是为了限制memstores占用的总内存。  
当ReigonServer内所有的memstore所占用的内存综合达到heap的40%时，HBase会强制block所有的更新并flush这些memstore以释放所有memstore占用的内存。  
**lowerLimit说明**： 同upperLimit，只不过当全局memstore的内存达到35%时，它不会flush所有的memstore，它会找一些内存占用较大的 memstore，个别flush，当然更新还是会被block。lowerLimit算是一个在全局flush前的补救措施。可以想象一下，如果 memstore需要在一段时间内全部flush，且这段时间内无法接受写请求，对HBase集群的性能影响是很大的。  
**调优**：这是一个Heap内存保护参数，默认值已经能适用大多数场景。它的调整一般是为了配合某些专属优化，比如读密集型应用，将读缓存开大，降低该值，腾出更多内存给其他模块使用。  
这个参数会给使用者带来什么影响？  
比如，10G内存，100个region，每个memstore 64M，假设每个region只有一个memstore，那么当100个memstore平均占用到50%左右时，就会达到lowerLimit的限制。 假设此时，其他memstore同样有很多的写请求进来。在那些大的region未flush完，就可能又超过了upperlimit，则所有 region都会被block，开始触发全局flush。

**hfile.block.cache.size**

**默认值**：0.2  
**说明**：storefile的读缓存占用Heap的大小百分比，0.2表示20%。该值直接影响数据读的性能。  
**调优**：当然是越大越好，如果读比写少，开到0.4-0.5也没问题。如果读写较均衡，0.3左右。如果写比读多，果断 默认吧。设置这个值的时候，你同时要参考 hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit ，该值是 memstore占heap的最大百分比，两个参数一个影响读，一个影响写。如果两值加起来超过80-90%，会有OOM的风险，谨慎设置。

**hbase.hstore.blockingStoreFiles**

**默认值：**7  
**说明**：在compaction时，如果一个Store（Coulmn Family）内有超过7个storefile需要合并，则block所有的写请求，进行flush，限制storefile数量增长过快。  
**调优**：block请求会影响当前region的读写性能，将值设为单个region可以支撑的最大store file数量会是个不错的选择。最大storefile数量可通过region size/memstore size来计算。如果你将region size设为无限大，那么你需要预估一个region可能产生的最大storefile数。

**hbase.hregion.memstore.block.multiplier**

**默认值：**2  
**说明**：当一个region里的memstore超过单个memstore.size两倍的大小时，block该 region的所有请求，进行flush，释放内存。虽然我们设置了memstore的总大小，比如64M，但想象一下，在最后63.9M的时候，我 Put了一个100M的数据或写请求量暴增，最后一秒钟put了1万次，此时memstore的大小会瞬间暴涨到超过预期的memstore.size。 这个参数的作用是当memstore的大小增至超过memstore.size时，block所有请求，遏制风险进一步扩大。  
**调优**： 这个参数的默认值还是比较靠谱的。如果你预估你的正常应用场景（不包括异常）不会出现突发写或写的量可控，那么保持默认值即可。如果正常情况下，你的写量 就会经常暴增，那么你应该调大这个倍数并调整其他参数值，比如hfile.block.cache.size和 hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit/lowerLimit，以预留更多内存，防止HBase server OOM。

### 其他 ###

**启用LZO压缩**  
LZO对比Hbase默认的GZip，前者性能较高，后者压缩比较高，具体参见 **[Using LZO Compression][] 。**对于想提高HBase读写性能的开发者，采用LZO是比较好的选择。对于非常在乎存储空间的开发者，则建议保持默认。

**不要在一张表里定义太多的Column Family**

Hbase目前不能良好的处理超过2-3个CF的表。因为某个CF在flush发生时，它邻近的CF也会因关联效应被触发flush，最终导致系统产生很多IO。

**批量导入**

在批量导入数据到Hbase前，你可以通过预先创建region，来平衡数据的负载。详见 [Table Creation: Pre-Creating Regions][Table Creation_ Pre-Creating Regions]

### Hbase客户端优化 ###

**AutoFlush**

将[HTable][]的setAutoFlush设为false，可以支持客户端批量更新。即当Put填满客户端flush缓存时，才发送到服务端。  
默认是true。

**Scan Caching**

scanner一次缓存多少数据来scan（从服务端一次抓多少数据回来scan）。  
默认值是 1，一次只取一条。

**Scan Attribute Selection**

scan时建议指定需要的Column Family，减少通信量，否则scan默认会返回整个row的所有数据（所有Coulmn Family）。

**Close ResultScanners**

通过scan取完数据后，记得要关闭ResultScanner，否则RegionServer可能会出现问题。

**Optimal Loading of Row Keys**

当你scan一张表的时候，返回结果只需要row key（不需要CF, qualifier,values,timestaps）时，你可以在scan实例中添加一个filterList，并设置 MUST\_PASS\_ALL操作，filterList中add [FirstKeyOnlyFilter][]或[KeyOnlyFilter][]。这样可以减少网络通信量。

**Turn off WAL on Puts**

当Put某些非重要数据时，你可以设置writeToWAL(false)，来进一步提高写性能。writeToWAL(false)会在Put时放弃写WAL log。风险是，当RegionServer宕机时，可能你刚才Put的那些数据会丢失，且无法恢复。

**启用Bloom Filter**

[Bloom Filter][]通过空间换时间，提高读操作性能。

原文链接：[http://kenwublog.com/hbase-performance-tuning][http_kenwublog.com_hbase-performance-tuning]

[Book Performance Tuning]: http://hbase.apache.org/book.html#performance
[Enabling RPC-level logging]: http://hbase.apache.org/book.html#rpc.logging
[Hadoop and HBase Optimization for Read Intensive Search Applications]: http://software.intel.com/en-us/articles/hadoop-and-hbase-optimization-for-read-intensive-search-applications/
[RegionSplitter]: http://hbase.apache.org/apidocs/org/apache/hadoop/hbase/util/RegionSplitter.html
[Using LZO Compression]: http://wiki.apache.org/hadoop/UsingLzoCompression
[Table Creation_ Pre-Creating Regions]: http://hbase.apache.org/book.html#precreate.regions
[HTable]: http://hbase.apache.org/apidocs/org/apache/hadoop/hbase/client/HTable.html
[FirstKeyOnlyFilter]: http://hbase.apache.org/apidocs/org/apache/hadoop/hbase/filter/FirstKeyOnlyFilter.html
[KeyOnlyFilter]: http://hbase.apache.org/apidocs/org/apache/hadoop/hbase/filter/KeyOnlyFilter.html
[Bloom Filter]: http://hbase.apache.org/book.html#blooms
[http_kenwublog.com_hbase-performance-tuning]: http://kenwublog.com/hbase-performance-tuning