【HBase高级】7. HBase调优、常见问题处理

HBase调优

6.1 通用优化

NameNode的元数据备份使用SSD
在这里插入图片描述
定时备份NameNode上的元数据
每小时或者每天备份，如果数据极其重要，可以5~10分钟备份一次。备份可以通过定时任务复制元数据目录即可。

为NameNode指定多个元数据目录

使用dfs.name.dir或者dfs.namenode.name.dir指定。一个指定本地磁盘，一个指定网络磁盘。这样可以提供元数据的冗余和健壮性，以免发生故障。
设置dfs.namenode.name.dir.restore为true，允许尝试恢复之前失败的dfs.namenode.name.dir目录，在创建checkpoint时做此尝试，如果设置了多个磁盘，建议允许。

NameNode节点配置为RAID1（镜像盘）结构
在这里插入图片描述
补充：什么是Raid0、Raid0+1、Raid1、Raid5

Standalone
最普遍的单磁盘储存方式。
Cluster
集群储存是通过将数据分布到集群中各节点的存储方式,提供单一的使用接口与界面,使用户可以方便地对所有数据进行统一使用与管理。
Hot swap
用户可以再不关闭系统,不切断电源的情况下取出和更换硬盘,提高系统的恢复能力、拓展性和灵活性。
Raid0
Raid0是所有raid中存储性能最强的阵列形式。其工作原理就是在多个磁盘上分散存取连续的数据,这样,当需要存取数据是多个磁盘可以并排执行,每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求,显著提高磁盘整体存取性能。但是不具备容错能力,适用于低成本、低可靠性的台式系统。
Raid1
又称镜像盘,把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上,采用镜像容错来提高可靠性,具有raid中最高的数据冗余能力。存数据时会将数据同时写入镜像盘内,读取数据则只从工作盘读出。发生故障时,系统将从镜像盘读取数据,然后再恢复工作盘正确数据。这种阵列方式可靠性极高,但是其容量会减去一半。广泛用于数据要求极严的应用场合,如商业金融、档案管理等领域。只允许一颗硬盘出故障。
Raid0+1
将Raid0和Raid1技术结合在一起,兼顾两者的优势。在数据得到保障的同时,还能提供较强的存储性能。不过至少要求4个或以上的硬盘，但也只允许一个磁盘出错。是一种三高技术。
Raid5
Raid5可以看成是Raid0+1的低成本方案。采用循环偶校验独立存取的阵列方式。将数据和相对应的奇偶校验信息分布存储到组成RAID5的各个磁盘上。当其中一个磁盘数据发生损坏后,利用剩下的磁盘和相应的奇偶校验信息重新恢复/生成丢失的数据而不影响数据的可用性。至少需要3个或以上的硬盘。适用于大数据量的操作。成本稍高、储存性强、可靠性强的阵列方式。

RAID还有其他方式，请自行查阅。

保持NameNode日志目录有足够的空间，有助于帮助发现问题
Hadoop是IO密集型框架，所以尽量提升存储的速度和吞吐量

6.2 Linux优化

开启文件系统的预读缓存可以提高读取速度
$ sudo blockdev --setra 32768 /dev/sda
（尖叫提示：ra是readahead的缩写）

最大限度使用物理内存
$ sudo sysctl -w vm.swappiness=0

swappiness，Linux内核参数，控制换出运行时内存的相对权重
swappiness参数值可设置范围在0到100之间，低参数值会让内核尽量少用交换，更高参数值会使内核更多的去使用交换空间
默认值为60（当剩余物理内存低于40%（40=100-60）时，开始使用交换空间）
对于大多数操作系统，设置为100可能会影响整体性能，而设置为更低值（甚至为0）则可能减少响应延迟

调整ulimit上限，默认值为比较小的数字
$ ulimit -n 查看允许最大进程数
$ ulimit -u 查看允许打开最大文件数
修改：
$ sudo vi /etc/security/limits.conf 修改打开文件数限制
末尾添加：

*                soft    nofile          1024000
*                hard    nofile          1024000
Hive             -       nofile          1024000
hive             -       nproc           1024000

$ sudo vi /etc/security/limits.d/20-nproc.conf 修改用户打开进程数限制
修改为：

#*          soft    nproc     4096
#root       soft    nproc     unlimited
*          soft    nproc     40960
root       soft    nproc     unlimited

开启集群的时间同步NTP
更新系统补丁
更新补丁前，请先测试新版本补丁对集群节点的兼容性

6.3 HDFS优化（hdfs-site.xml）

保证RPC调用会有较多的线程数

属性：dfs.namenode.handler.count
解释：该属性是NameNode服务默认线程数，的默认值是10，根据机器的可用内存可以调整为50~100

属性：dfs.datanode.handler.count
解释：该属性默认值为10，是DataNode的处理线程数，如果HDFS客户端程序读写请求比较多，可以调高到15_{20，设置的值越大，内存消耗越多，不要调整的过高，一般业务中，5}10即可。

副本数的调整

属性：dfs.replication
解释：如果数据量巨大，且不是非常之重要，可以调整为2_{3，如果数据非常之重要，可以调整为3}5。

文件块大小的调整

属性：dfs.blocksize
解释：块大小定义，该属性应该根据存储的大量的单个文件大小来设置，如果大量的单个文件都小于100M，建议设置成64M块大小，对于大于100M或者达到GB的这种情况，建议设置成256M，一般设置范围波动在64M~256M之间。

6.4 HBase优化

优化DataNode允许的最大文件打开数

属性：dfs.datanode.max.transfer.threads
文件：hdfs-site.xml
解释：HBase一般都会同一时间操作大量的文件，根据集群的数量和规模以及数据动作，设置为4096或者更高。默认值：4096

优化延迟高的数据操作的等待时间

属性：dfs.image.transfer.timeout
文件：hdfs-site.xml
解释：如果对于某一次数据操作来讲，延迟非常高，socket需要等待更长的时间，建议把该值设置为更大的值（默认60000毫秒），以确保socket不会被timeout掉。

优化数据的写入效率

属性：
mapreduce.map.output.compress
mapreduce.map.output.compress.codec
文件：mapred-site.xml
解释：开启这两个数据可以大大提高文件的写入效率，减少写入时间。第一个属性值修改为true，第二个属性值修改为：org.apache.hadoop.io.compress.GzipCodec

优化DataNode存储

属性：dfs.datanode.failed.volumes.tolerated
文件：hdfs-site.xml
解释：默认为0，意思是当DataNode中有一个磁盘出现故障，则会认为该DataNode shutdown了。如果修改为1，则一个磁盘出现故障时，数据会被复制到其他正常的DataNode上。

设置RPC监听数量

属性：hbase.regionserver.handler.count
文件：hbase-site.xml
解释：默认值为30，用于指定RPC监听的数量，可以根据客户端的请求数进行调整，读写请求较多时，增加此值。

优化HStore文件大小

属性：hbase.hregion.max.filesize
文件：hbase-site.xml
解释：默认值10737418240（10GB），如果需要运行HBase的MR任务，可以减小此值，因为一个region对应一个map任务，如果单个region过大，会导致map任务执行时间过长。该值的意思就是，如果HFile的大小达到这个数值，则这个region会被切分为两个Hfile。

优化hbase客户端缓存

属性：hbase.client.write.buffer
文件：hbase-site.xml
解释：用于指定HBase客户端缓存，增大该值可以减少RPC调用次数，但是会消耗更多内存，反之则反之。一般我们需要设定一定的缓存大小，以达到减少RPC次数的目的。

指定scan.next扫描HBase所获取的行数

属性：hbase.client.scanner.caching
文件：hbase-site.xml
解释：用于指定scan.next方法获取的默认行数，值越大，消耗内存越大。

6.5 内存优化

HBase操作过程中需要大量的内存开销，毕竟Table是可以缓存在内存中的，一般会分配整个可用内存的70%给HBase的Java堆。但是不建议分配非常大的堆内存，因为GC过程持续太久会导致RegionServer处于长期不可用状态，一般16~48G内存就可以了，如果因为框架占用内存过高导致系统内存不足，框架一样会被系统服务拖死。
JVM优化
涉及文件：hbase-env.sh

并行GC

参数：-XX:+UseParallelGC
解释：开启并行GC

同时处理垃圾回收的线程数

参数：-XX:ParallelGCThreads=cpu_core – 1
解释：该属性设置了同时处理垃圾回收的线程数。

禁用手动GC

参数：-XX:DisableExplicitGC
解释：防止开发人员手动调用GC

6.6 Zookeeper优化

优化Zookeeper会话超时时间

参数：zookeeper.session.timeout
文件：hbase-site.xml
解释：In hbase-site.xml, set zookeeper.session.timeout to 30 seconds or less to bound failure detection (20-30 seconds is a good start).该值会直接关系到master发现服务器宕机的最大周期，默认值为30秒，如果该值过小，会在HBase在写入大量数据发生而GC时，导致RegionServer短暂的不可用，从而没有向ZK发送心跳包，最终导致认为从节点shutdown。一般20台左右的集群需要配置5台zookeeper。