深度剖析HBase负载均衡和性能指标

1.概述

2.内容

负载均衡自动操作balance_switch关闭,即:balance_switch false;

HBase Master节点正在初始化操作;

HBase集群中正在执行RIT,即Region正在迁移中;

HBase集群正在处理离线的RegionServer;

2.1 负载均衡算法

HBase执行负载均衡操作的时候,如何判断各个RegionServer节点上的Region个数是否均衡,这里通过以下步骤来判断:

计算均衡值的区间范围,通过总Region个数以及RegionServer节点个数,算出平均Region个数,然后在此基础上计算最小值和最大值;

遍历超过Region最大值的RegionServer节点,将该节点上的Region值迁移出去,直到该节点的Region个数小于等于最大值的Region;

遍历低于Region最小值的RegionServer节点,分配集群中的Region到这些RegionServer上,直到大于等于最小值的Region;

负责上述操作,直到集群中所有的RegionServer上的Region个数在最小值与最大值之间,集群才算到达负载均衡,之后,即使再次手动执行均衡命令,HBase底层逻辑判断会执行忽略操作。

2.2 算法流程实例

下面笔者通过实际的应用场景来给大家剖析HBase负载均衡算法的实现流程。举个例子,假如我们当前有一个5台节点规模的HBase集群(包含Master和RegionServer),其中2台Master和3台RegionServer组成,每台RegionServer上的Region个数,如图所示:

执行负载均衡操作之前,首先计算集群中总的Region个数,当前实例中集群中的Region总个数为175+56+99=330,然后计算每个RegionServer需要容纳的Region平均值,计算结果:

计算最小值和最大值来判断HBase集群是否需要进行负载均衡操作,计算公式:

HBase集群如果判断各个RegionServer中的最小Region个数大于计算后的最小值,并且最大Region个数小于最大值,这是直接返回不会触发负载均衡操作。根据实例中给出的Region数,计算得出最小值Region为88,最大值Region为120。

由于实例中RegionServer2的Region个数为56,小于最小值Region数88,而RegionServer1的Region个数为175,大于了最大值Region数120,所以需要负载均衡操作。

HBase系统提供管理员命令来操作负载均衡,具体操作命令:

balance_switch命令底层实现balance_switch.rb和admin.rb文件源码:

此命令输出的是之前负载均衡器balancer的开关设置,再看balance_switch命令处理实现源码:

此时HBase负载均衡自动操作就开启完毕,但是如果我们需要立即均衡集群的Region个数怎么办?这里HBase也提供管理命令,通过balancer命令来实现,操作命令:

balancer命令实现查看balancer.rb和admin.rb文件源码:

该命令通过调用负载均衡器balancer的balanceCluster()方法生成负载均衡计划执行集群的负载均衡操作,Master实现负载均衡底层源码:

但是这样每次手动执行,每次均衡的个数不一定能满足要求,那么我们可以通过封装该命令,用脚本来调度执行,具体实现代码:

此脚本默认执行20次,可以通过输入整型参数来自定义执行次数。

当HBase集群检查完所有的RegionServer上的Region个数已打要求,那么此时集群的负载均衡操作就已经完成了。如果没有达到要求,可以再次执行上述脚本,直到所有的Region个数在最小值和最大值之间为止。当HBase集群中所有的RegionServer完成负载均衡后,实例中的各个RegionServer上的Region个数分布,如图所示:

此时各个RegionServer节点上的Region个数均在最小值和最大值范围内,HBase集群各个RegionServer节点上的Region处理均衡状态。

3.性能指标

HBase系统有一个非常重要的性能指标,那就是集群处理请求的延时。HBase系统为了反应集群内部处理请求所耗费的时间提供一个工具类即:

此类主要用户检查HBase系统的耗时状态。如果不知道使用方法,通过help命令来查看具体的用法,操作命令:

(1)查看集群中每个表中每个Region的耗时情况

(2)查看money表中每个Region的耗时情况,多个表之间使用空格分割

(3)查看每个RegionServer的耗时情况

通常情况下我们比较关注每个RegionServer节点的耗时情况,将该命令封装一下,然后打印集群中每个RegionServer的耗时情况,脚本实现:

4.总结

维护HBase集群,比如重启某几个RegionServer节点后,可能会发送Region不均衡的情况,这时如果开启自动均衡后,需要立即使当前集群上其他RegionServer上的Region处于均衡状态,那么就可以使用手动均衡操作。另外,HBase集群各个RegionServer的耗时情况,能够反映当前集群的健康状态。

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