面试题：Hbase中HLog文件存储分布式方案的基本原理

Question

请阐述Hbase中HLog文件存储分布式方案的基本原理，包括HLog如何在分布式环境下保障数据一致性和持久性。

Answer 1

HLog文件存储分布式方案基本原理

1. HLog 简介：HLog（Write Ahead Log）是 HBase 用于实现数据持久化和故障恢复的重要机制。每个 RegionServer 都维护着一个 HLog，它记录了该 RegionServer 上所有 Region 的写入操作。
2. 写入流程：当客户端向 HBase 写入数据时，数据首先会被写入到 RegionServer 的 MemStore 中，同时也会写入到 HLog 中。HLog 采用追加写的方式，将操作记录以日志的形式顺序写入，这种方式保证了写入的高效性。

保障数据一致性

1. 同步写机制：HBase 采用同步写 HLog 的方式。在将数据写入 MemStore 之前，先将相关操作记录写入 HLog。只有当 HLog 写入成功后，才会将数据写入 MemStore。这确保了即使在 MemStore 数据还未持久化到磁盘时发生故障，也能通过 HLog 恢复数据，从而保证数据一致性。
2. 预写日志（WAL）协议：遵循预写日志协议，所有的修改操作在应用到数据之前，必须先记录到日志中。这样在故障恢复时，可以根据日志记录将未完成的操作回滚，已完成但未持久化的操作重新应用，确保数据状态的一致性。

保障数据持久性

1. 多副本存储：HLog 的数据存储在 Hadoop 的 HDFS 上，HDFS 本身具有多副本机制。默认情况下，HDFS 会为每个数据块保存三个副本，分布在不同的 DataNode 上。这种多副本存储方式大大提高了数据的持久性，即使部分 DataNode 出现故障，数据依然可以从其他副本中恢复。
2. 定期滚动和归档：随着写入操作的不断进行，HLog 文件会不断增大。为了防止单个 HLog 文件过大，RegionServer 会定期对 HLog 进行滚动（Roll）操作，生成新的 HLog 文件。滚动后的旧 HLog 文件会被归档到 HDFS 上的特定目录。这些归档的 HLog 文件可以在需要时用于数据恢复，进一步保障了数据的持久性。