实现HBase表和RDB表的转化(附Java源码资源)

实现HBase表和RDB表的转化

一、引入

转化为HBase表的三大来源：RDB Table、Client API、Files

如何构造通用性的代码模板实现向HBase表的转换，是一个值得考虑的问题。这篇文章着重讲解RDB表向HBase表的转换。

首先，我们需要分别构造rdb和hbase的对象，根据批处理的思想，我们可以考虑批量将rdb中的数据导出，并且转化为List的格式，直接导入HBase表中，最后释放资源，伪代码模板如下：

rdb=...
hbase=...
rdb.init();
hbase.init();
while(rdb.hasNextBatch()){
	ListPut> batch = rdb.nextBatch();
	hbase.putBatch(batch);
}
hbase.close();
rdb.close();

二、代码讲解

1. 目录结构

2. 具体实现

• transfer.properties
  

内含HBase和RDB转换所有配置信息的配置文件，因为该配置文件是在启动时就需要进行配置，因此我们需要按以下图片进行配置导入配置文件：

1. 在Run/Debug Configurations中，新建一个Application
2. 配置好主类
3. 配置好配置文件的具体路径

• RDB 接口

public interface RDB extends Com {
    // 要提升性能，需要使用批处理
    boolean hasNextBatch() throws SQLException;// 是否存在下一个批次
    ListPut> nextBatch() throws SQLException;// 一个put代表往一个hbase表的一行的一个列族的一个列插入一条数据，对Hbase来说，批次就是List
}

• RDB 实现类

public class RDBImpl implements RDB {
    private static Logger logger = Logger.getLogger(RDBImpl.class);
    // JDBC 的基本元素：连接对象(装载[驱动]、[URL]、[账号]、[密码])->执行对象(SQL语句)->结果集
    private Properties config;
    /**
     * 它们需要设置成全局变量的原因是它们需要共享
     */
    private Connection con;
    private PreparedStatement pst;
    private ResultSet rst;
    // 定义每个批次处理的记录数的最大数量
    private int batchSize;
    // hbase的行键对应rdb的列的列名
    private String hbaseRowKeyRdbCol;
    private MapString,MapString,String>> hbaseRdbColMapping;

    // RDB配置可以灵活地从外部传入(构造方法)，从内部读取(config())
    public RDBImpl(Properties config) {
        this.config = config;
    }

    @Override
    public Properties config() {
        return config;
    }

    /**
     * 内部资源初始化
     */
    @Override
    public void init() throws Exception{
        con = getConnection();
        logger.info("RDB 创建 [ 连接 ] 对象成功");
        pst = getStatement(con);
        logger.info("RDB 创建 [ 执行 ] 对象成功");
        rst = getResult(pst);
        logger.info("RDB 创建 [ 结果集 ] 成功");
        batchSize = batchSize();
        hbaseRdbColMapping = hbaseRdbColumnsMapping();
    }

    @Override
    public void close() {
        closeAll(rst,pst,con);
    }


    private String driver(){
        return checkAndGetConfig("rdb.driver");
    }

    private String url(){
        return checkAndGetConfig("rdb.url");
    }

    private String username(){
        return checkAndGetConfig("rdb.username");
    }

    private String password(){
        return checkAndGetConfig("rdb.password");
    }

    private String sql(){
        return checkAndGetConfig("rdb.sql");
    }

    private int batchSize(){
        return Integer.parseInt(checkAndGetConfig("rdb.batchSize"));
    }

    // java.sql下的Connection
    private Connection getConnection() throws ClassNotFoundException, SQLException {
        // 装载驱动
        Class.forName(driver());
        // 获取并返回连接对象
        return DriverManager.getConnection(url(),username(),password());
    }
    private PreparedStatement getStatement(Connection con) throws SQLException {
        return con.prepareStatement(sql());
    }
    private ResultSet getResult(PreparedStatement statement) throws SQLException {
        return statement.executeQuery();
    }
    /**
     * hbase 列族和列与rdb中列的映射关系
     *             hbase列族   hbase列  rdb列
     * @return Map>
     */
    private MapString, MapString,String>> hbaseRdbColumnsMapping(){
        String mapping = checkAndGetConfig("rdb.hbase.columns.mapping");
        MapString,MapString,String>> map = new HashMap>();
        String[] pss = mapping.split(",");
        for(String ps : pss){
            String[] pp = ps.split("->");
            String[] p = pp[0].split(":");
            String rdbCol = pp[1],hbaseColFamily,hbaseColName;
            if(p.length==1){
                hbaseRowKeyRdbCol = pp[1];
            }else {
                hbaseColFamily = p[0];
                hbaseColName = p[1];
                if(!map.containsKey(hbaseColFamily)){
                    map.put(hbaseColFamily,new HashMap>());
                }
                map.get(hbaseColFamily).put(hbaseColName,rdbCol);
            }
        }
        return map;
    }

    /**
     * 将RDB的列转化为字节数组(需要确定列的数据类型)
     * @param rdbColumn
     * @return
     * @throws SQLException
     */

    private byte[] toBytesFromRdb(String rdbColumn) throws SQLException {
        Object obj = rst.getObject(rdbColumn);
        if(obj instanceof String){
            return Bytes.toBytes((String)obj);
        } else if(obj instanceof Float){
            return Bytes.toBytes(((Float)obj).floatValue());
        } else if(obj instanceof Double){
            return Bytes.toBytes(((Double)obj).doubleValue());
        } else if(obj instanceof BigDecimal){
            return Bytes.toBytes((BigDecimal)obj);
        } else if(obj instanceof Short){
            return Bytes.toBytes(((Short) obj).shortValue());
        } else if(obj instanceof Integer){
            return Bytes.toBytes(((Integer)obj).intValue());
        } else if(obj instanceof Boolean){
            return Bytes.toBytes((Boolean)((Boolean) obj).booleanValue());
        } else {
            throw new SQLException("HBase不支持转化为字节数组的类型:"+obj.getClass().getName());
        }
    }

    /**
     * 将HBase的列名或列族名转化为字节数组
     * @param name
     * @return
     */
    private byte[] toBytes(String name){
        return Bytes.toBytes(name);
    }

    // 最后一个批次的数据最少有一条
    @Override
    public boolean hasNextBatch() throws SQLException{
        return rst.next();
    }

    @Override
    public ListPut> nextBatch() throws SQLException{
        // 预先分配容量
        ListPut> list = new ArrayList>(batchSize);
        int count = 0;
        do{
            /**
             * 如何将一行解析为多个put(结合配置文件)
             * 对每条数据，创建一个带行键的put，向put中放入HBase列族名，HBase列名，RDB列名
             */
            Put put = new Put(toBytesFromRdb(hbaseRowKeyRdbCol));
            for (Map.EntryString, MapString, String>> e : hbaseRdbColMapping.entrySet()) {
                String columnFamily = e.getKey();
                for (Map.EntryString, String> s : e.getValue().entrySet()) {
                    String hbaseColumn = s.getKey();
                    String rdbColumn = s.getValue();
                    // 需要将内容转变为字节数组传入方法
                    put.addColumn(toBytes(columnFamily),toBytes(hbaseColumn),toBytesFromRdb(rdbColumn));
                }
            }
            list.add(put);
        }while(++countbatchSize && rst.next());
        return list;
    }

}

如何理解一行转化为多个put?

结果集的实质？

rst.next() 的两个作用

rst.next();
// 1.判定是否存在下一个有效行
// 2.若存在下一个有效行，则指向该有效行

a. 只通过config作为参数构造rdb
b. 以JDBC为核心，需要连接对象(驱动，URL，账号，密码)=>执行对象(SQL)=>结果集，这些都需要被设计为全局变量(因为需要被共享)
c. 既实现了RDB接口，还实现了RDB的继承接口Com中的init()、close()进行资源的初始化和释放，checkAndGetConfig()根据传入的配置文件获取配置信息并且赋值给全局变量。
d. 重点：我们还需要对RDB和HBase的映射关系进行解析，最终解析出RDB列名，HBase列族名，HBase列名，具体如何解析参考配置文件transfer.properties，并将解析出来的名字构造成一个Put对象，由于构造Put对象只能放字节数组，所以需要转化为字节数组的方法，又因为解析RDB的列名需要考虑列的数据类型，而解析HBase的列族或列名不需要考虑，因此需要有两个转换方法==ToBytesFromRDB()和ToBytes()==分别实现两种情况的字节数组转服务器托管网化。

• HBase接口

public interface HBase extends Com {
    // RDBImpl的nextBatch()返回的就是List，直接放入HBase表即可。
    void putBatch(ListPut> batch) throws IOException;
}

• HBase实现类

public class HBaseImpl implements HBase {
    private static Logger loggerHBase = Logger.getLogger(HBaseImpl.class);
    private Properties config;
    private Connection con;
    private Table hbaseTable;


    public HBaseImpl(Properties config) {
        this.config = config;
    }

    @Override
    public Properties config() {
        return config;
    }

    @Override
    public void init() throws Exception {
        con = getCon();
        loggerHBase.info("HBase 创建 [ 连接 ] 成功");
        hbaseTable = checkAndGetTable(con);
        loggerHBase.info("HBase 创建 [ 数据表 ] 成功");
    }

    @Override
    public void close() {
        closeAll(hbaseTable,con);
    }

    private String tableName(){
        return checkAndGetConfig("hbase.table.name");
    }
    private String zkUrl(){
        return checkAndGetConfig("hbase.zk");
    }

    private Connection getCon() throws IOException {
        // hadoop.conf的configuration
        Configuration config = HBaseConfiguration.create();
        config.set("hbase.zookeeper.quorum",zkUrl());
        return ConnectionFactory.createConnection(config);
    }

    private Table checkAndGetTable(Connection con) throws IOException {
        /**
         * Admin : HBase DDL
         */
        Admin admin = con.getAdmin();
        TableName tableName = TableName.valueOf(tableName());
        // 通过tableName判定表是否存在
        if(!admin.tableExists(tableName)){
            throw new IOException("HBase表不存在异常："+tableName);
        }
        /**
         * Table : HBase DML & DQL
         */
        // 传入的参数可以是TableName tableName,ExecutorService pool(表操作可以并发)
        return con.getTable(tableName);
    }

    @Override
    public void putBatch(ListPut> batch) throws IOException{
        hbaseTable.put(batch);
    }
}

HBase的实现类和RDB的实现类也非常类似：
先重写HBase接口中的方法和Com接口中的方法，发现往里放数据需要构造一个Table对象，而Table对象的构建需要一个连接对象和TableName，因此在构造了两个方法tableName()获取配置信息中的TableName(注意：此时的TableName是字符串类型)，zkUrl()获取zk.url作为配置构造连接对象。

• Com接口

public interface Com {
    Logger logger = Logger.getLogger(Com.服务器托管网class);
    // 获取配置对象
    Properties config();

    // 初始化资源
    void init() throws Exception;

    // 释放资源
    void close();

    default String checkAndGetConfig(String key){
        if(!config().containsKey(key)){
            // 因为该方法可能被用于HBase和RDB
            throw new RuntimeException("配置项缺失异常："+key);
        }
        String item = config().getProperty(key);
        logger.info(String.format("获取配置项 %s : %s",key,item));
        return item;
    }

    default void closeAll(AutoCloseable...acs){
        for (AutoCloseable ac : acs) {
            if (Objects.nonNull(ac)) {
                try {
                    ac.close();
                    logger.info(String.format("释放 %s 成功",ac.getClass().getName()));
                } catch (Exception e) {
                    logger.error("释放资源异常："+e);
                }
            }
        }
    }
}

在Com接口中，设计了一些普通方法config()实现配置的导出，init()、close()资源的初始化和关闭；同样还设计了一些无需实现的默认方法便于实现init()和close()方法。这些方法适用于RDB和HBase的实现类。

• RDBToHBase接口

public interface RDBToHBase {
    // 创建一个RDB对象
    void setRDB(RDB rdb);
    // 创建一个HBase对象
    void setHBase(HBase hbase);
    // 进行数据的传输
    void startTransfer();
}

• RDBToHBase实现类

public class RDBToHBaseImpl implements RDBToHBase {
    // 日志显示
    private static Logger loggerRH = Logger.getLogger(RDBToHBaseImpl.class);
    private RDB rdb;
    private HBase hbase;

    @Override
    public void setRDB(RDB rdb) {
        this.rdb = rdb;
    }

    @Override
    public void setHBase(HBase hbase) {
        this.hbase = hbase;
    }

    @Override
    public void startTransfer() {
        try {
            rdb.init();
            loggerRH.info("RDB 初始化成功");
            hbase.init();
            loggerRH.info("HBase 初始化成功");
            loggerRH.info("数据从 RDB 迁移至 HBase 开始...");
            int count = 0;
            while (rdb.hasNextBatch()) {
                final ListPut> batch = rdb.nextBatch();
                hbase.putBatch(batch);
                loggerRH.info(String.format("第 %d 批：%d 条数据插入成功",++count,batch.size()));
            }
            loggerRH.info("数据从 RDB 迁移至 HBase 结束...");
        } catch (Exception e){
            loggerRH.error("将 RDB 数据批量迁移至 HBase 异常",e);
        } finally{
            hbase.close();
            rdb.close();
        }
    }
}

• AppRDBToHBase 实现类

public class AppRDBToHBase
{
    private static Logger logger = Logger.getLogger(AppRDBToHBase.class);
    private static void start(String[] args){
        try {
            if (Objects.isNull(args) || args.length == 0 || Objects.isNull(args[0])) {
                throw new NullPointerException("配置文件路径空指针异常");
            }
            final String PATH = args[0];
            final File file = new File(PATH);
            if (!file.exists() || file.length() == 0 || !file.canRead()) {
                throw new IOException("配置文件不存在、不可读、空白");
            }
            Properties config = new Properties();
            // final String path = args[0];
            config.load(new FileReader(file));

            RDB rdb = new RDBImpl(config);
            HBase hBase = new HBaseImpl(config);
            RDBToHBase rdbToHBase = new RDBToHBaseImpl();
            rdbToHBase.setRDB(rdb);
            rdbToHBase.setHBase(hBase);
            rdbToHBase.startTransfer();
        }catch(Exception e){
            logger.error("配置异常",e);
        }
    }
    public static void main( String[] args ) {
        start(args);
    }
}

对于传入的配置文件路径，既要检查路径本身，也要检查路径代表的文件本身。
通过流的方式将文件进行配置，并且利用该配置构造RDB和HBase并进行数据的传输

其他：日志文件系统Log.4j的应用

• 准备：需要在Resources模块下配置log4j.properties文件
• 注意：
  • 日志文件信息的输出方式有三种logger.error()、logger.info()、logger.warn() ，除了对错误信息进行输出之外，也要习惯于补充正常信息的输出，以增强代码的可读性。
  • log.4j除了在控制台打印日志信息之外，还能在磁盘下的日志文件中打印日志信息，因此在导入log4j.properties文件之后需要修改日志文件的路径。
  • 对于不同类或接口下的logger，需要注意进行名字的区分。

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