技术实践-HBase增量数据迁移的方法

概览

● 本文主要是想谈一下如何给HBase做增量数据的迁移，也就是迁移实时数据。在之前的博文HBase实用技巧：一种全量+增量数据的迁移方法-云社区-华为云 (huaweicloud.com)中提到HBase增量数据迁移可以使用Replication的方式去做，但是在实际搬迁时，要给原集群设置Replication可能需要重启，这样会影响业务，我们需要做到不停机迁移才行。

WAL原理

正常情况下，HBase新增的数据都是有日志记录的，数据在落盘成HFile之前，任何一个Put和Delete操作都是记录日志并存放在WALs目录中，日志中包含了所有已经写入Memstore但还未Flush到HFile的更改(edits)。

默认情况下每个RegionServer只会写一个日志文件，该RS管理的所有region都在向这一个日志文件写入Put和Delete记录，直到日志文件大小达到128MB(由hbase.regionserver.hlog.blocksize设置)后roll出一个新的日志文件，总共可以roll出32个日志文件(由hbase.regionserver.maxlogs设置)。

如果日志文件未写满128MB，RegionServer间隔1小时也会roll出新一个新日志文件（由hbase.regionserver.logroll.period设置）。

当日志文件中涉及的所有region的记录都flush成HFile后，这个日志文件就会转移至oldWals目录下归档， Master没间隔10分钟（hbase.master.cleaner.interval）会检查oldWALs目录下的过期日志文件，当文件过期时会被Master清理掉，（日志过期时间由hbase.master.logcleaner.ttl控制）。

RegionServer默认间隔1小时（由hbase.regionserver.optionalcacheflushinterval设置）会对它管理的region做一次flush动作，所以WALs目录中一直会有新的日志文件生成，并伴随着老的日志文件移动到oldWALs目录中。

迁移方式

一、迁移oldWALs目录中的文件，使用WALPlayer回放

由于日志文件文件最终移动到oldWALs目录下，只需要写个脚本，定时检查oldWALs目录下是否有新文件生成，如果有文件，则move至其他目录，并使用WALPlayer工具对这个目录进行回放。

优点：无代码开发量，仅需脚本实现

缺点：无法做到实时，因为从数据写入到最后到达oldWAL目录会间隔很长时间。

二、开发独立工具，解析日志文件，写入目的集群

在网上查找迁移方法的时候了解到了阿里开发了一个专门的HBase迁移工具，可以实现不停机。通过阅读其设计BDS - HBase数据迁移同步方案的设计与实践了解到阿里开发了应用去读取HBase的WAL日志文件并回放数据至目的集群。

优点：可以做到实时；

缺点：需要一定的代码开发量；

要做出这样一个工具，需要了解上面说的WAL文件归档的原理以及日志回放工具WALPlayer，下面简单说一下可以怎么去实现。

独立工具实现

这里简单说明下如何去做这样一个工具，只介绍读取WAL方面，任务编排就不描述了

1. 定时扫描WALs目录获取所有的日志文件，这里按ServerName去分组获取，每个分组内根据WAL文件上的时间戳排序；

   ● 获取所有RS的ServerName

   ClusterStatus clusterStatus = admin.getClusterStatus();
   Collection<ServerName> serverNames = clusterStatus.getServers();
   

   ● 根据ServerName去组成Path获取日志

   Path rsWalPath = new Path(walPath, serverName.getServerName());
   List<FileStatus> hlogs = getFiles(fs, rsWalPath, Long.MIN_VALUE, Long.MAX_VALUE);
   

   ● getFiles()参考HBase源码中WALInputFormat.java中的实现，可以指定时间范围去取日志文件

   private List<FileStatus> getFiles(FileSystem fs, Path dir, long startTime, long endTime)
       throws IOException {
     List<FileStatus> result = new ArrayList<FileStatus>();
     LOG.debug("Scanning " + dir.toString() + " for WAL files");
   
     FileStatus[] files = fs.listStatus(dir);
     if (files == null) return Collections.emptyList();
     for (FileStatus file : files) {
       if (file.isDirectory()) {
         // recurse into sub directories
         result.addAll(getFiles(fs, file.getPath(), startTime, endTime));
       } else {
         String name = file.getPath().toString();
         int idx = name.lastIndexOf('.');
         if (idx > 0) {
           try {
             long fileStartTime = Long.parseLong(name.substring(idx+1));
             if (fileStartTime <= endTime) {
               LOG.info("Found: " + name);
               result.add(file);
             }
           } catch (NumberFormatException x) {
             idx = 0;
           }
         }
         if (idx == 0) {
           LOG.warn("File " + name + " does not appear to be an WAL file. Skipping...");
         }
       }
     }
     return result;
   }
   

2. 对于取到的每一个WAL文件，当做一个任务Task执行迁移，这个task主要有下面一些步骤

   ● 使用WALFactory为每个日志文件创建一个Reader

   WAL.Reader walReader = WALFactory.createReader(fileSystem, curWalPath, conf)；
   

   ● 通过Reader去读取key和edit，并记录下position，为了加快写入速度，这里可以优化为读取多个entry

   WAL.Entry entry = walReader.next();
   WALKey walKey = entry.getKey();
   WALEdit walEdit = entry.getEdit();
   long curPos = reader.getPosition();
   

   ● 记录position的目的是为了Reader的reset以及seek，因为这个原始WAL文件还正在写入的时候，我们的Reader速度很可能大于原WAL的写入速度，当Reader读到底的时候，需要等待一段时间reset然后再重新读取entry

   WAL.Entry nextEntry = reader.next();
   if (nextEntry == null) {
       LOG.info("Next entry is null, sleep 10000ms.");
       Thread.sleep(5000);
       curPos = reader.getPosition();
       reader.reset();
       reader.seek(curPos);
       continue;
   }
   

   ● 在读取WAL的过程中很可能会遇到日志转移到oldWALs目录下，这个时候捕获到FileNotFoundException时，需要重新生成一个oldWALs目录下Reader，然后设置curPos继续读取文件，这个时候如果再次读取到文件最后的时候，就可以关闭Reader了，因为oldWALs中的日志文件是固定大小的，不会再有追加数据。

   这里需要注意的是这个参数hbase.master.logcleaner.ttl不能设置过小，否则会出现这个在oldWALs目录下的日志文件还没读取完被清理掉了。

   Path oldWALPath = new Path(oldWalPath, walFileName);
   WAL.Reader reader = WALFactory.createReader(fileSystem, oldWALPath, conf);
   reader.seek(curPos)
   

   ● 根据通过WAL.Reader可以读取到walKey，walEdit进而解析出Cell并写入目的集群，这个可以参考WALPlay的map()方法