面试题：Hbase中不同BlockCache方案对读取性能提升的原理是什么

Question

请阐述Hbase不同BlockCache方案（如默认BlockCache、分级BlockCache等）在提升读取性能方面的工作原理，它们是如何缓存数据以及提高数据访问效率的。

Answer 1

默认BlockCache

1. 缓存原理：
   • HBase默认的BlockCache采用的是LRU（Least Recently Used）策略。当数据块（Block）被读取时，如果BlockCache还有空间，该数据块就会被放入缓存。
   • 缓存空间以固定大小的块为单位进行管理。一旦缓存达到其容量上限，当有新的数据块需要缓存时，LRU策略会选择最久未使用的数据块将其从缓存中移除，为新数据块腾出空间。
2. 提升读取性能方式：
   • 对于频繁访问的数据，由于它们会不断被使用，从而一直保持在缓存中。当下次再次请求相同的数据块时，就可以直接从缓存中获取，避免了从磁盘读取数据，大大减少了I/O开销，提高了读取性能。

分级BlockCache

1. 缓存原理：
   • 分级BlockCache将缓存空间分为多个级别，一般常见的是两级，即L1和L2。
   • L1缓存通常采用LRU - K策略（K通常大于1，如LRU - 2），它不仅考虑最近一次访问时间，还会记录数据块的访问次数。只有当数据块被访问了K次后，才会被认为是热点数据。L1缓存主要用于缓存热点数据块，其空间相对较小，但访问速度快。
   • L2缓存采用LRU策略，用于缓存相对较冷的数据块。它的空间通常比L1大，能容纳更多数据块。当数据块在L1缓存中经过一定时间未被再次访问，且满足一定条件时，会被移动到L2缓存。
2. 提升读取性能方式：
   • 通过将热点数据和相对冷的数据分开缓存，能更有效地利用缓存空间。对于热点数据，在L1缓存中可以快速被获取，减少读取延迟。而对于不那么频繁访问的数据，L2缓存提供了一个更大的存储空间，在一定程度上也能减少磁盘I/O。当L1缓存未命中时，再去L2缓存查找，若L2缓存命中，同样避免了磁盘读取，提高了整体的数据访问效率。