一个完整分布式的HBase的组成示意图如下，后面我们再详细谈其工作原理。
包含访问HBase的接口并维护cache来加快对HBase的访问。
HBase的所有Region元数据被存储在.META.表中，随着Region的增多，.META.表中的数据也会增大，并分裂成多个新的Region。为了定位.META.表中各个Region的位置，把.META.表中所有Region的元数据保存在-ROOT-表中，最后由Zookeeper记录-ROOT-表的位置信息。所有客户端访问用户数据前，需要首先访问Zookeeper获得-ROOT-的位置，然后访问-ROOT-表获得.META.表的位置，最后根据.META.表中的信息确定用户数据存放的位置，如下图所示。
-ROOT-表永远不会被分割，它只有一个Region，这样可以保证最多只需要三次跳转就可以定位任意一个Region。为了加快访问速度，.META.表的所有Region全部保存在内存中。客户端会将查询过的位置信息缓存起来，且缓存不会主动失效。如果客户端根据缓存信息还访问不到数据，则询问相关.META.表的Region服务器，试图获取数据的位置，如果还是失败，则询问-ROOT-表相关的.META.表在哪里。最后，如果前面的信息全部失效，则通过ZooKeeper重新定位Region的信息。所以如果客户端上的缓存全部是失效，则需要进行6次网络来回，才能定位到正确的Region。
客户端与HBase系统的交互阶段主要有如下几个步骤：
通过上述对客户端以及HBase系统的交互分析，可以基本明确两点：
上图是RegionServer数据存储关系图。上文提到，HBase使用MemStore和StoreFile存储对表的更新。数据在更新时首先写入HLog和MemStore。MemStore中的数据是排序的，当MemStore累计到一定阈值时，就会创建一个新的MemStore，并且将老的MemStore添加到Flush队列，由单独的线程Flush到磁盘上，成为一个StoreFile。与此同时，系统会在Zookeeper中记录一个CheckPoint，表示这个时刻之前的数据变更已经持久化了。当系统出现意外时，可能导致MemStore中的数据丢失，此时使用HLog来恢复CheckPoint之后的数据。
StoreFile是只读的，一旦创建后就不可以再修改。因此Hbase的更新其实是不断追加的操作。当一个Store中的StoreFile达到一定阈值后，就会进行一次合并操作,将对同一个key的修改合并到一起，形成一个大的StoreFile。当StoreFile的大小达到一定阈值后，又会对 StoreFile进行切分操作，等分为两个StoreFile。
可以看出HBase只有增添数据，所有的更新和删除操作都是在后续的Compact历程中举行的，使得用户的写操作只要进入内存就可以立刻返回，实现了HBase I/O的高机能。
寻址过程：client-->Zookeeper-->-ROOT-表-->.META.表-->RegionServer-->Region-->client
Table（表格）
一个HBase表格由多行组成。
Row（行）
HBase中的行里面包含一个key和一个或者多个包含值的列。行按照行的key字母顺序存储在表格中。因为这个原因，行的key的设计就显得非常重要。数据的存储目标是相近的数据存储到一起。一个常用的行的key的格式是网站域名。如果你的行的key是域名，你应该将域名进行反转(org.apache.www, org.apache.mail, org.apache.jira)再存储。这样的话，所有Apache域名将会存储在一起，好过基于子域名的首字母分散在各处。
Column（列）
HBase中的列包含用：分隔开的列族和列的限定符。
Column Family（列族）
因为性能的原因，列族物理上包含一组列和它们的值。每一个列族拥有一系列的存储属性，例如值是否缓存在内存中，数据是否要压缩或者他的行key是否要加密等等。表格中的每一行拥有相同的列族，尽管一个给定的行可能没有存储任何数据在一个给定的列族中。
Column Qualifier（列的限定符）
列的限定符是列族中数据的索引。例如给定了一个列族content，那么限定符可能是content:html，也可以是content:pdf。列族在创建表格时是确定的了，但是列的限定符是动态地并且行与行之间的差别也可能是非常大的。
Cell（单元）
单元是由行、列族、列限定符、值和代表值版本的时间戳组成的。
Timestamp（时间戳）
时间戳是写在值旁边的一个用于区分值的版本的数据。默认情况下，时间戳表示的是当数据写入时RegionSever的时间点，但你也可以在写入数据时指定一个不同的时间戳。
一个名为webable的表格，表格中有两行（com.cnn.www 和 com.example.www）和三个列族（contents, anchor, 和 people）。
在这个例子当中，第一行(com.cnn.www)中anchor包含两列（anchor:cnnsi.com, anchor:my.look.ca）和content包含一列（contents:html）。
这个例子中com.cnn.www拥有5个版本而com.example.www有一个版本。
contents:html列中包含给定网页的整个HTML。anchor限定符包含能够表示行的站点以及链接中文本。People列族表示跟站点有关的人。
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Table webtable |
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Row Key |
Time Stamp |
ColumnFamily contents |
ColumnFamily anchor |
ColumnFamily people |
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列名 按照所定义好的，一个列名的格式为列族名前缀加限定符。例如，列contents:html由列族contents和html限定符。冒号（:）用于将列族和列限定符分开。 |
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"com.cnn.www" |
t9 |
anchor:cnnsi.com = "CNN" |
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"com.cnn.www" |
t8 |
anchor:my.look.ca = "CNN.com" |
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"com.cnn.www" |
t6 |
contents:html = "<html>…?" |
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"com.cnn.www" |
t5 |
contents:html = "<html>…?" |
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"com.cnn.www" |
t3 |
contents:html = "<html>…?" |
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com.example.www |
t5 |
contents:html: "<html>..." |
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people:author: "John Doe" |
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在HBase中，表格中的单元如果是空将不占用空间或者事实上不存在。这就使得HBase看起来“稀疏”。表格视图不是唯一方式来查看HBase中数据，甚至不是最精确的。下面的方式以多维度映射的方式来表达相同的信息。下面只是一个用于说明目的的模型可能不是百分百的精确。
{ "com.cnn.www": { contents: { t6: contents:html: "<html>..." t5: contents:html: "<html>..." t3: contents:html: "<html>..." } anchor: { t9: anchor:cnnsi.com = "CNN" t8: anchor:my.look.ca = "CNN.com" } people: {} } "com.example.www": { contents: { t5: contents:html: "<html>..." } anchor: {} people: { t5: people:author: "John Doe" } } }
原文：https://www.cnblogs.com/boshen-hzb/p/9279952.html
