大数据 | 实验一：大数据系统基本实验 | 熟悉常用的HBase操作

news2024/11/19 3:16:20

文章目录

  • 📚HBase安装
    • 🐇安装HBase
    • 🐇伪分布式模式配置
    • 🐇测试运行HBase
    • 🐇HBase java API编程环境配置
  • 📚实验目的
  • 📚实验平台
  • 📚实验内容
    • 🐇HBase Shell + 编程命令实现以下指定功能
      • 🥕HBase Shell部分
      • 🥕编程实现
    • 🐇HBase 数据库操作
      • 🥕学生表
      • 🥕课程表
      • 🥕选课表
    • 🐇编程实现功能

📚HBase安装

前期准备：下载hbase-2.4.10-bin.tar.gz， HBase下载

🐇安装HBase

先把HBase拖进虚拟机，参考实验零的相关操作

⭐解压到目录下

sudo tar zxvf hbase-2.4.10-bin.tar.gz -C /usr/local 
cd /usr/local #进入该目录
mv hbase hbase-2.4.10 hbase #重命名为 hbase 文件名规范
sudo chown -R hdoop ./hbase #将 hbase 目录权限赋予 hadop 用户

⭐配置hbase环境变量

vim ~/.bashrc
  • 在~/.bashrc 中找到原来配置的 PATH,并添加下列代码:/usr/local/hbase/bin。
  • PATH最终效果：export PATH=${JAVA_HOME}/bin:/usr/local/hbase/bin/:$PATH

⭐更新配置，并测试是否安装成功

source ~/.bashrc #使新配置的环境变量生效
/usr/local/hbase/bin/hbase version #检测是否安装成功，查看hbase 版本

在这里插入图片描述

🐇伪分布式模式配置

⭐配置/usr/local/hbase/conf/hbase-env.sh

vim /usr/local/hbase/conf/hbase-env.sh #打开文件

添加如下代码

export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java
export HBASE_CLASSPATH=/usr/local/hbase/conf 
export HBASE_MANAGES_ZK=true

⭐配置/usr/local/hbase/conf/hbase-site.xml

vim /usr/local/hbase/conf/hbase-site.xml #打开文件

进行如下配置修改

<configuration>
 	<property>
		<name>hbase.rootdir</name>
		<value>hdfs://localhost:9000/hbase</value>
 	</property>
 	<property>
 		<name>hbase.cluster.distributed</name>
 		<value>true</value>
 	</property>
 	<property>
 		<name>hbase.unsafe.stream.capability.enforce</name>
 		<value>false</value>
 	</property>
</configuration>

🐇测试运行HBase

⭐启动Hadoop：start-dfs.sh
在这里插入图片描述
⭐启动HBase

cd /usr/local/hbase
bin/start-hbase.sh

⭐进入Shell界面：bin/hbase shell
在这里插入图片描述

HBase停止命令（我一般只挂起不停止，emmm

  • exit #退出 Shell 界面
  • bin/stop-hbase.sh #停止 Hbase

🐇HBase java API编程环境配置

该部分参考博客，这一步主要是导入相关的JAVA包，不然之后相关头文件都报错。

⭐启动Eclipse，Eclipse的相关配置见实验零

⭐创建java Project HBaseExample

  • 右键new一个project

在这里插入图片描述

  • 在“JRE”选项卡中选中第2项“Use a project specific JRE”，然后点击界面底部的“Next”按钮。

在这里插入图片描述

  • 在弹出的界面中（如下图所示），用鼠标点击“Libraries”选项卡，然后，点击界面右侧的“Add External JARs…”按钮。

在这里插入图片描述

  • 在弹出的“JAR Selection”界面中（如下图所示），进入到“/usr/local/hbase/lib”目录（在+ Other Locations里找），选中该目录下的所有jar文件（注意，不要选中client-facing-thirdparty、ruby、shaded-clients和zkcli这四个目录），然后，点击界面上方的“Open”按钮。

在这里插入图片描述

  • 点完Open后会退出去，然后，再点界面右侧的“Add External JARs…”按钮。在“JAR Selection”界面中（如下图所示），点击进入到“client-facing-thirdparty”目录下。

在这里插入图片描述

  • 全选中再点Open。

在这里插入图片描述

  • 最后，再点击界面（如下图所示）底部的“Finish”按钮。

在这里插入图片描述

📚实验目的

1）理解 HBase 在 Hadoop 体系结构中的角色。

2）熟练使用 HBase 操作常用的 shell 命令。

3）熟悉 HBase 操作常用的 Java API。

📚实验平台

1）操作系统：Linux；

2）Hadoop 版本：3.2.2；

3）HBase 版本：1.2.6；

4）JDK 版本：1.8；

5）Java IDE：Eclipse。

📚实验内容

🐇HBase Shell + 编程命令实现以下指定功能

  • 启动Hadoop：start-dfs.sh
  • 启动HBase
    - cd /usr/local/hbase
    - bin/start-hbase.sh
  • 进入shell界面： bin/hbase shell

🥕HBase Shell部分

🔔列出 HBase 所有的表的相关信息，例如表名
在这里插入图片描述

用HBase Shell创建表时出错，参考解决博客
在这里插入图片描述

🔔在终端打印出指定的表的所有记录数据
在这里插入图片描述
🔔向已经创建好的表添加和删除指定的列族或列
在这里插入图片描述
🔔清空指定的表的所有记录数据
在这里插入图片描述
🔔统计表的行数

为更明显，本题是在第4题还没进行的时候截的图

在这里插入图片描述

🥕编程实现

package hbase;
import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.client.ClusterConnection;
import org.apache.hadoop.hbase.*;
import org.apache.hadoop.hbase.client.*;
import org.apache.hadoop.hbase.util.Bytes;
import java.io.IOException;
import java.util.Scanner;
public class basic_hbase 
{
    public static Configuration configuration;
    public static Connection connection;
    public static Admin admin;
    public static long ts;
    static Scanner sc=new Scanner(System.in);
    public static void main(String[] args) throws IOException
    {
        while (true)
        {
            System.out.println("1.列出所有表的信息;");
            System.out.println("2.打印指定表的所有记录数据;");
            System.out.println("3.向创建好的表添加或删除指定的列族或列;");
            System.out.println("4.清空指定表的所有记录数据;");
            System.out.println("5.统计表的行数;");
            System.out.println("输入你的选择：");

            int no=sc.nextInt();
            if (no==1)
            {
                First();
            }
            else if(no==2)
            {
                System.out.println("输入你要查询的表：");
                String tablename=sc.next();
                Second(tablename);
            }
            else if (no==3)
            {
                System.out.println("请输入要操作的表名");
                String tablename=sc.next();
                System.out.println("请输入要操作的表的行键");
                String rowKey=sc.next();
                System.out.println("请输入你要操作的列族名：");
                String colFamily=sc.next();
                System.out.println("输入你要操作的列名：");
                String col=sc.next();
                System.out.println("输入你要操作的参数值：");
                String val=sc.next();
                Third(tablename,rowKey,colFamily,col,val);
            }
            else if (no==4)
            {
                System.out.println("输入你要操作的表：");
                String tablename=sc.next();
                Fourth(tablename);
                System.out.println("成功清空！");
            }
            else if (no==5)
            {
                System.out.println("输入你要操作的表：");
                String tablename=sc.next();
                fift(tablename);
            }
        }
    }
    public static void init()
    {
        configuration  = HBaseConfiguration.create();
        configuration.set("hbase.rootdir","hdfs://localhost:9000/hbase");
        try{
            connection = ConnectionFactory.createConnection(configuration);
            admin = connection.getAdmin();
        }
        catch (IOException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void close()
    {
        try{
            if(admin != null)
            {
                admin.close();
            }
            if(null != connection)
            {
                connection.close();
            }
        }
        catch (IOException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
	public static void First() throws IOException
	{//列出所有表的信息;
        init();
		HTableDescriptor hTableDescriptor[]=admin.listTables();
        for (HTableDescriptor s:hTableDescriptor ){
            System.out.println(s.getNameAsString());
        }
        close();
    }
    public static void Second(String tablename) throws IOException
    {//打印指定表的所有记录数据;
        init();
        Table table=connection.getTable(TableName.valueOf(tablename));
        Scan scan=new Scan();
        ResultScanner res=table.getScanner(scan);
        for (Result result:res)
        {
            showCell(result);
        }
    }
    public static void Third(String tableName, String row, String column,String c ,String val) throws IOException
    {//向创建好的表添加或删除指定的列族或列;
        System.out.println("1、添加列;2、删除列");
        int no=sc.nextInt();
        if (no==1)
        {
            insertRow(tableName,row,column,c,val);
        }
        else if (no==2)
        {
            deleteRow(tableName,row,column,c);
        }
    }
    public static void Fourth(String tablename) throws IOException
    {//清空指定表的所有记录数据;
        init();
        TableName tableName=TableName.valueOf(tablename);
        admin.disableTable(tableName);
        admin.deleteTable(tableName);
        close();
    }
    public static void fift(String tablename) throws IOException
    {//统计表的行数;
        init();
        Table table=connection.getTable(TableName.valueOf(tablename));
        Scan scan=new Scan();
        ResultScanner scanner=table.getScanner(scan);
        int n=0;
        for (Result result=scanner.next();result!=null;result=scanner.next())
        {
            n++;
        }
        System.out.println("行数有"+n);
        scanner.close();
        close();
    }
    public static void insertRow(String tableName, String row, String column,String c ,String val) throws IOException 
    {
        init();
        Table table=connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
        Put put=new Put(row.getBytes());
        put.addColumn(column.getBytes(), c.getBytes(), val.getBytes());
        table.put(put);
        System.out.println("成功添加！");
        table.close();
        close();
    }
    public static void deleteRow(String tableName, String row, String column,String c) throws IOException
    {
        init();
        Table table=connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
        System.out.println("1、删除列族;2、删除列名");
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        int no=sc.nextInt();
        Delete delete=new Delete(row.getBytes());
        if (no==1)
        {
            delete.addFamily(Bytes.toBytes(column));
            System.out.println("成功删除"+column+"这个列族");
        }else if(no==2)
        {
            delete.addColumn(Bytes.toBytes(column), Bytes.toBytes(c));
            System.out.println("成功删除"+c+"这个列名");
        }
        table.delete(delete);
        table.close();
        close();
    }
    public static void showCell(Result result)
    {
        Cell[] cells = result.rawCells();
        for(Cell cell:cells)
        {
            System.out.println("RowName(行键):"+new String(CellUtil.cloneRow(cell))+" ");
            System.out.println("Timetamp(时间戳):"+cell.getTimestamp()+" ");
            System.out.println("column Family（列族）:"+new String(CellUtil.cloneFamily(cell))+" ");
            System.out.println("column Name（列名）:"+new String(CellUtil.cloneQualifier(cell))+" ");
            System.out.println("value:（值）"+new String(CellUtil.cloneValue(cell))+" ");
        }
    }
}

🐇HBase 数据库操作

在这里插入图片描述

🥕学生表

🔔建学生表

在这里插入图片描述
🔔学生表数据添加

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

🥕课程表

🔔建课程表

在这里插入图片描述
🔔课程表数据添加

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

🥕选课表

🔔建选课表

在这里插入图片描述
🔔选课表数据添加

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

🐇编程实现功能

在这里插入图片描述

package hbase;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Scanner;
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.HColumnDescriptor;
import org.apache.hadoop.hbase.HTableDescriptor;
import org.apache.hadoop.hbase.TableName;
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.Delete;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Put;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Result;
import org.apache.hadoop.hbase.client.ResultScanner;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Scan;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Table;
import org.apache.hadoop.hbase.util.Bytes;
@SuppressWarnings("deprecation")
public class hbase
{
	public static Configuration configuration;
	    public static Connection connection;
	    public static Admin admin;
	 //建立连接
	    public static void init()
	    {
	        configuration  = HBaseConfiguration.create();
	        configuration.set("hbase.rootdir","hdfs://localhost:9000/hbase");
	        try
	        {
	            connection = ConnectionFactory.createConnection(configuration);
	            admin = connection.getAdmin();
	        }
	        catch (IOException e)
	        {
	            e.printStackTrace();
	        }
	    }
	    //关闭连接
	    public static void close()
	    {
	        try
	        {
	            if(admin != null)
	            {
	                admin.close();
	            }
	            if(null != connection)
	            {
	                connection.close();
	            }
	        }
	        catch (IOException e)
	        {
	            e.printStackTrace();
	        }
	    }
    /**
     * 建表。参数tableName为表的名称，字符串数组fields为存储记录各个域名称的数组。
     * 要求当HBase已经存在名为tableName的表时，先删除原有的表，然后再创建新的表  field：列族
     * @param myTableName 表名
     * @param colFamily 列族名
     * @throws IOException
     */
    public static void createTable(String tableName,String[] fields) throws IOException 
    {
        init();
        TableName tablename = TableName.valueOf(tableName);
        if(admin.tableExists(tablename))
        {
            System.out.println("表已存在，将执行删除原表，重建新表!");
            admin.disableTable(tablename);
            admin.deleteTable(tablename);//删除原来的表
        }
        HTableDescriptor hTableDescriptor = new HTableDescriptor(tablename);
        for(String str:fields)
        {
                HColumnDescriptor hColumnDescriptor = new HColumnDescriptor(str);
                hTableDescriptor.addFamily(hColumnDescriptor);
        }
        admin.createTable(hTableDescriptor);
        System.out.println("表已创建成功");     
        close();
    }
    /**
     * 向表 tableName、行 row（用 S_Name 表示）和字符串数组 fields 指定的单元格中添加对应的数据 values。
     * 其中，fields 中每个元素如果对应的列族下还有相应的列限定符的话，用“columnFamily:column”表示。
     * 例如，同时向“Math”、“Computer Science”、“English”三列添加成绩时，
     * 字符串数组 fields 为{“Score:Math”, ”Score:Computer Science”, ”Score:English”}，
     * 数组values 存储这三门课的成绩。
     */
	public static void addRecord(String tableName,String rowKey,String []fields,String [] values) throws IOException 
	{
        init();
        Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
        for (int i = 0; i < fields.length; i++) 
        {
	          Put put = new Put(rowKey.getBytes());
	          String [] cols = fields[i].split(":");
	          if(cols.length==1)
	          {
	        	  //因为当输入的是单列族，split仅读出一个字符字符串，即cols仅有一个元素
	        	  put.addColumn(cols[0].getBytes(), "".getBytes(), values[i].getBytes());
	          }
	          else 
	          {
	        	  put.addColumn(cols[0].getBytes(), cols[1].getBytes(), values[i].getBytes());
	          }
	          table.put(put);
        }
        table.close();
        close();
    }
    /**
     * 根据表名查找表信息
     */
    public static void getData(String tableName)throws  IOException
    {
        init();
        Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
        Scan scan = new Scan();
        ResultScanner scanner = table.getScanner(scan);     
        for(Result result:scanner)
        {
        	showCell((result));
        }
        close();
    }
    /**
     * 格式化输出
     * @param result
     */
    public static void showCell(Result result)
    {
        Cell[] cells = result.rawCells();
        for(Cell cell:cells)
        {
            System.out.println("RowName(行键):"+new String(CellUtil.cloneRow(cell))+" ");
            System.out.println("Timetamp(时间戳):"+cell.getTimestamp()+" ");
            System.out.println("column Family（列族）:"+new String(CellUtil.cloneFamily(cell))+" ");
            System.out.println("column Name（列名）:"+new String(CellUtil.cloneQualifier(cell))+" ");
            System.out.println("value:（值）"+new String(CellUtil.cloneValue(cell))+" ");
            System.out.println();
        }
    }
    /**
     * 浏览表 tableName 某一列的数据，如果某一行记录中该列数据不存在，则返回 null。
     * 要求当参数 column 为某一列族名称时，如果底下有若干个列限定符，则要列出每个列限定符代表的列的数据；
     * 当参数 column 为某一列具体名称（例如“Score:Math”）时，只需要列出该列的数据。
     * @param tableName
     * @param column
     * @throws IOException
     */
    public static void scanColumn (String tableName,String column) throws IOException
    {
    	init();
        Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
        Scan scan = new Scan();
       	String [] cols = column.split(":");
        if(cols.length==1)
        {//如果参数只有一部分，那么就将这个参数作为列族来扫描
        	scan.addFamily(Bytes.toBytes(column));
        }
        else 
        {//否则就将这个参数作为具体的列名进行扫描
        	scan.addColumn(Bytes.toBytes(cols[0]),Bytes.toBytes(cols[1]));
    	}
        ResultScanner scanner = table.getScanner(scan);
        for (Result result = scanner.next(); result !=null;result = scanner.next()) 
        {//扫描输出
        	showCell(result);
        }
        table.close();
       	close();
    }
    /**
     * 修改表 tableName，行 row（可以用学生姓名 S_Name 表示），列 column 指定的单元格的数据。
     * @throws IOException
     */
    public static void modifyData(String tableName,String rowKey,String column,String value) throws IOException
    {
         init();
         Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
         //用rowKey参数设置要插入数据的行键
         Put put = new Put(rowKey.getBytes());
         String [] cols = column.split(":");
         if(cols.length==1)
         {//如果参数只有一部分，则将该部分做为列族名，并设置列名为空字符串
        	 put.addColumn(column.getBytes(),"".getBytes() , value.getBytes());//qualifier:列族下的列名
         }
         else 
         {//否则第一部分为列族名，第二部分为列名
        	 put.addColumn(cols[0].getBytes(),cols[1].getBytes() , value.getBytes());//qualifier:列族下的列名
         }
         //将数据插入到表中
         table.put(put);
         table.close();
         close();
    }
    /**
     * 删除表 tableName 中 row 指定的行的记录。根据行键删
     * @throws IOException
     */
    public static void deleteRow(String tableName,String rowKey) throws IOException
    {
    	init();
    	Table table = connection.getTable(TableName.valueOf(tableName));
    	//使用rowKey参数设置要删除数据的行键
    	Delete delete = new Delete(rowKey.getBytes());
    	table.delete(delete);
    	table.close();
    	close();
    }
	/**
	 * @param args
	 * @throws IOException
	 */
    public static void main(String[] args) throws IOException 
    {
    	// TODO Auto-generated method stub
        hbase test_Two = new hbase();
        boolean flag =true;
        while(flag)
        {
        	System.out.println("------------------------------------------------提供以下功能----------------------------------------------");
			System.out.println("                       1- createTable（创建表,提供表名、列族名）                                      ");
			System.out.println("                       2- addRecord（向已知表名、行键、列簇的表添加值）                       ");
			System.out.println("                       3- ScanColumn（浏览表某一列的数据）                                            ");
			System.out.println("                       4- modifyData（修改某表行，某一列，指定的单元格的数据）    ");
			System.out.println("                       5- deleteRow（删除某表某行的记录）                                                 ");
			System.out.println("------------------------------------------------------------------------------------------------------------------");
			Scanner scan = new Scanner(System.in);
			String choose1=scan.nextLine();
			switch (choose1) 
			{
				case "1":
				{
					System.out.println("请输入要创建的表名");
					String tableName=scan.nextLine();
					System.out.println("请输入要创建的表的列族个数");
					int Num=scan.nextInt();
					String [] fields = new String[Num];
					System.out.println("请输入要创建的表的列族");
					for(int i=0;i< fields.length;i++)
					{
						scan = new Scanner(System.in);
						fields[i]=scan.nextLine();
					}
					System.out.println("正在执行创建表的操作");
					test_Two.createTable(tableName,fields);
					break;
				}
				case "2":
				{
					System.out.println("请输入要添加数据的表名");
					String tableName=scan.nextLine();
					System.out.println("请输入要添加数据的表的行键");
					String rowKey=scan.nextLine();
					System.out.println("请输入要添加数据的表的列的个数");
					int num =scan.nextInt();
					String fields[]=new String[num];
					System.out.println("请输入要添加数据的表的列信息 共"+num+"条信息");
					for(int i=0;i< fields.length;i++)
					{
						BufferedReader in3= new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
						fields[i] = in3.readLine();
					}
					System.out.println("请输入要添加的数据信息 共"+num+"条信息");
					String values[]=new String[num];
					for(int i=0;i< values.length;i++)
					{
						BufferedReader in2 = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
						values[i] = in2.readLine();
					}
					System.out.println("原表信息");
					test_Two.getData(tableName);
					System.out.println("正在执行向表中添加数据的操作........\n");
					test_Two.addRecord(tableName, rowKey, fields, values);
					System.out.println("\n添加后的表的信息........");
					test_Two.getData(tableName);
					break;
				}
				case "3":
				{
					System.out.println("请输入要查看数据的表名");
					String tableName=scan.nextLine();
					System.out.println("请输入要查看数据的列名");
					String column=scan.nextLine();
					System.out.println("查看的信息如下：........\n");
					test_Two.scanColumn(tableName, column);
					break;
				}
				case "4":
				{
					System.out.println("请输入要修改数据的表名");
					String tableName=scan.nextLine();
					System.out.println("请输入要修改数据的表的行键");
					String rowKey=scan.nextLine();
					System.out.println("请输入要修改数据的列名");
					String column=scan.nextLine();
					System.out.println("请输入要修改的数据信息  ");
					String value=scan.nextLine();
					System.out.println("原表信息如下：........\n");
					test_Two.getData(tableName);
					System.out.println("正在执行向表中修改数据的操作........\n");
					test_Two.modifyData(tableName, rowKey, column, value);
					System.out.println("\n修改后的信息如下：........\n");
					test_Two.getData(tableName);
					break;
				}
				case "5":
				{
					System.out.println("请输入要删除指定行的表名");
					String tableName=scan.nextLine();
					System.out.println("请输入要删除指定行的行键");
					String rowKey=scan.nextLine();
					System.out.println("原表信息如下：........\n");
					test_Two.getData(tableName);
					System.out.println("正在执行向表中删除数据的操作........\n");
					test_Two.deleteRow(tableName, rowKey);
					System.out.println("\n删除后的信息如下：........\n");
					test_Two.getData(tableName);
					break;
				}
				default:
				{
					System.out.println("   你的操作有误 ！！！    ");
					break;
				}
			}
	        System.out.println(" 你要继续操作吗？ 是-true 否-false ");
			flag=scan.nextBoolean();
		}
		System.out.println("   程序已退出！    ");
	}
}

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