面试题：Hbase中LSM树合并算法基础

Question

请简要阐述Hbase中LSM树合并算法的基本原理，以及它在Hbase数据存储和读写操作中的作用。

Answer 1

LSM树合并算法基本原理

1. 分层存储结构：LSM树将数据按顺序存储在不同层次的结构中，一般有内存中的MemStore（写缓存）和磁盘上的多个StoreFile（SSTable）。MemStore采用顺序写入方式，达到一定阈值后会刷写到磁盘形成SSTable。
2. 合并策略：随着写入操作不断进行，磁盘上会产生多个SSTable。合并算法会定期检查这些SSTable，根据一定策略（如大小、时间等）选择一些SSTable进行合并。合并过程中，会将多个SSTable中的数据按序读取，去重后合并成一个新的更大的SSTable，同时删除参与合并的旧SSTable。

在HBase数据存储和读写操作中的作用

1. 数据存储
   • 优化空间使用：通过合并，减少磁盘上SSTable的数量，避免过多小文件造成的空间浪费，提高存储利用率。
   • 维护数据一致性：合并过程中可以处理数据版本问题，确保最终存储的数据版本是最新且正确的。
2. 读写操作
   • 读操作：减少读时需要遍历的文件数量，提高读性能。如果多个SSTable未合并，读操作可能需要在多个文件中查找数据，合并后数据更集中，查找范围缩小。
   • 写操作：由于LSM树采用先写内存再异步刷盘合并的方式，写操作可以快速完成，因为内存写入速度远快于磁盘写入。合并操作在后台进行，对前台写操作影响较小，保证了系统的高写入性能。