面试题：Hbase中HBase Snapshot技术如何在一定程度上保障数据一致性

Question

请阐述HBase Snapshot技术保障数据一致性的基本原理，以及在生成Snapshot过程中，HBase如何处理正在进行的读写操作以确保数据的一致性。

Answer 1

HBase Snapshot技术保障数据一致性的基本原理

1. 元数据记录
   • HBase的Snapshot实际上是对表元数据的一个瞬间拷贝。HBase表的元数据存储在.META.表中，包含了表的Region分布、每个Region的起始和结束键等关键信息。Snapshot记录了表在某一时刻的元数据状态，这确保了从Snapshot恢复数据时，表的结构和Region分布能够被准确重现。
2. HLog（WAL，Write - Ahead Log）整合
   • HBase的写操作先写入HLog，以保证数据的持久性。Snapshot生成时，会记录当前HLog的位置。在从Snapshot恢复数据时，会重放从Snapshot创建时刻到恢复时刻之间的HLog记录。这样可以保证在Snapshot创建后发生的写操作也能被正确应用，从而确保数据的一致性。
3. MemStore冻结
   • 在生成Snapshot期间，HBase会冻结相关Region的MemStore。MemStore是内存中缓存的写数据，冻结它可以防止在Snapshot生成过程中有新的写操作进入MemStore，避免数据不一致。冻结后，新的写操作会继续写入HLog，但暂时不会更新MemStore。一旦Snapshot生成完成，MemStore解冻，新数据可以正常写入。

在生成Snapshot过程中HBase对读写操作的处理

1. 写操作处理
   • 如上述提到，新的写操作会被重定向到HLog继续记录，确保数据不会丢失。同时，由于MemStore冻结，写操作不会直接更新MemStore，避免了Snapshot期间MemStore数据的变动，保证了Snapshot中数据的一致性。
   • 当Snapshot完成后，MemStore解冻，HBase会将HLog中的数据按顺序重新写入MemStore，并根据需要进行Flush操作，将MemStore中的数据持久化到磁盘上的StoreFile。
2. 读操作处理
   • 读操作在Snapshot生成过程中不受影响。HBase的读操作优先从MemStore读取数据，如果MemStore中没有所需数据，则从StoreFile中读取。在Snapshot生成期间，MemStore虽然被冻结，但其中的数据仍然可用于读取。并且，由于HBase是基于LSM - Tree（Log - Structured Merge - Tree）结构，StoreFile中的数据是稳定的，读操作可以正常从StoreFile获取数据，从而保证了读操作在Snapshot过程中的一致性和正常执行。