面试题：HBase中行式、列式与列簇式存储在数据读取性能方面的差异

Question

请阐述HBase中行式、列式与列簇式存储在数据读取性能上的特点及差异，并举例说明在何种业务场景下，哪种存储方式更有利于数据读取。

Answer 1

行式存储

1. 性能特点：行式存储以行为单位存储数据，将同一行的数据存储在一起。在读取整行数据时性能较好，因为数据在物理存储上是紧密相连的，一次磁盘 I/O 操作就可以获取整行数据。但如果只需要读取某几列数据，也会将整行数据读出，造成不必要的数据传输和处理，对于列数较多且只需读取部分列的场景，性能较差。
2. 举例场景：在银行系统中，查询某一客户完整的账户信息，如账户号、姓名、地址、联系方式等所有信息，行式存储更有利于数据读取，因为可以快速获取整行数据。

列式存储

1. 性能特点：列式存储以列为单位存储数据，每一列的数据集中存储。在进行数据分析场景下，仅需读取特定列时，性能优势明显，因为可以只读取需要的列数据，减少了磁盘 I/O 和数据传输量。但如果要读取整行数据，则需要从不同列存储位置分别读取数据再组合，性能相对较差。
2. 举例场景：在大数据分析场景，如电商平台分析用户购买商品的价格分布，只需读取商品价格这一列数据，列式存储方式能极大提高数据读取性能，避免读取其他无关列数据。

列簇式存储（HBase 采用的方式）

1. 性能特点：HBase 中的列簇式存储结合了行式和列式存储的部分优点。它将相关列组织成列簇，同一列簇内的数据物理上存储在一起。对于同一列簇内的数据读取，类似行式存储，性能较好；对于跨列簇的读取，性能相对较差。在数据读取时，能在一定程度上减少 I/O 操作，尤其适用于按行键和列簇快速定位数据。
2. 举例场景：在物联网场景中，设备会产生多种类型的数据，如传感器数据、设备状态数据等，可以将传感器数据归为一个列簇，设备状态数据归为另一个列簇。当查询某个设备一段时间内的传感器数据时，通过行键定位设备，然后读取对应的传感器数据列簇，能快速获取所需数据。