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NoSQL-Column-HBase数据模型

NoSQL-Column-HBase数据模型
 
RDBS是行数据库,数据是按表一行一行进行存储的。HBase是列数据库,存储是按列来存储的(准确点应该是按照列簇来存储的)。表是由行和列构成,行列的交叉点在RDBS是一个属性,在HBase中称为Cell。并且HBase的cell是版本化的。cell的内容是不可分割的字节数组。我们用{row, column, version} 来表示一个Cell。
 
我们将Cell看成一个三元组,不同的row和column可以构成一个新Cell,version不同可以构成一个新的Cell。row和column一般是固定的,version是不断变化的。所以我们有理由相信HBase数据存储的方式是由row和column确定的。这只是一个猜测了,下面在看HBase实际的视图。
 
Column
 
Row
 
version
 
Row
 
version
 
Row
 
version
 
概念视图
下面是HBase的例子。 有一个名为webtable的表,包含两个列族:contents和anchor。在这个例子里面,anchor有两个列 (anchor:cssnsi.com, anchor:my.look.ca),contents仅有一列(contents:html)。每个列有一个,它是可以重复的。
 
webtable
 
Row Key Time Stamp ColumnFamily contents ColumnFamily anchor
"com.cnn.www" t9 anchor:cnnsi.com = "CNN"
"com.cnn.www" t8 anchor:my.look.ca = "CNN.com"
"com.cnn.www" t6 contents:html = "<html>..."
"com.cnn.www" t5 contents:html = "<html>..."
"com.cnn.www" t3 contents:html = "<html>..."
列名
一个列名是由它的列族前缀和修饰符(qualifier)连接而成。例如列contents:html是列族 contents,加冒号(:),再加 修饰符 html组成的。
 
行键
每个行有个Key来标示改行,是用来检索记录的主键。
 
列簇
列簇是表中某些列的构成的集合,这些列并不是实际上的列,只不过是由修饰符(qualifier)标示的虚拟列。一个列族所有列成员是有着相同的前缀。比如,列courses:history 和 courses:math都是 列族 courses的成员.冒号(:)是列族的分隔符,用来区分前缀和列名。column 前缀必须是可打印的字符,剩下的部分(称为qualify),可以又任意字节数组组成。列族必须在表建立的时候声明。column就不需要了,随时可以新建。在物理上,一个的列族成员在文件系统上都是存储在一起。因为存储优化都是针对列族级别的,这就意味着,一个colimn family的所有成员的是用相同的方式访问的。
 
时间戳
时间戳就是version,用来表示行键与列簇对应的列值的版本。
 
HBase的数据以字节数组表示的,因为概念视图中提到的行键、列名、时间戳都是转换为字节数组存储的。
 
HBase的表是按key排序的,所有的表都必须要有主键-key。
 
HBase的表不要求所以行的列簇都有数据,也没有必要。如果用户查询的行没有指定的列簇,返回为空。若一个请求为要获取t8时间的contents:html,他的结果就是空。相似的,若请求为获取t9时间的anchor:my.look.ca,结果也是空。
 
物理视图
在概念视图里,表被看成是一个稀疏的行的集合。很多行都没有完整的列簇。因此在物理上,它的是按列族存储的。这样带来的好处是增加新列簇,不需要对物理存储做任何调整,HBse新的列簇可以不经过声明直接加入一个列族。
 
上面的概念视图在物理上隐射到下面两个物理视图。
 
ColumnFamily anchor
 
Row Key Time Stamp Column Family anchor
"com.cnn.www" t9 anchor:cnnsi.com = "CNN"
"com.cnn.www" t8 anchor:my.look.ca = "CNN.com"
ColumnFamily contents
 
Row Key Time Stamp ColumnFamily "contents:"
"com.cnn.www" t6 contents:html = "<html>..."
"com.cnn.www" t5 contents:html = "<html>..."
"com.cnn.www" t3 contents:html = "<html>..."
可以再简化一下:
 
Row Key
 
ColumnFamily
 
key
 
<Time Stamp, ColumnFamily: qualifier =vlaue>
 
为什么将TimeStamp独立存储为一个列呢?时间戳是用户查询指定的,将时间戳独立存储,可以加快数据访问处理的速度。
 
对于用户的查询,如果指定了时间戳,HBase返回指定Row Key&Column和Time Stamp对应的列值。否则选取指定 Row Key&Column 中版本最高的Time Stamp的列值。如果没有指定列,则返回行键的所有满足条件的列值。例如,如果请求为获取行键为"com.cnn.www",没有指明时间戳的话,结果是t6下的contents:html,t9下的anchor:cnnsi.com和t8下anchor:my.look.ca。
 
数据模型操作
四个主要的数据模型操作是 Get, Put, Scan, 和 Delete,通过 HTable 实例进行操作。没有更新操作,并且Delete也不是真正的删除,而是做一个标记,在表的合并拆分的时候处理。
Oracle
MySQL
Access
SQLServer
DB2
Excel
SQLite
SYBASE
Postgres
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