如何用Go语言快速方便操作HBase2.0.x —— 基于github.com/pingcap/go-hbase的Hack实践

SunKangShanghai 2022-06-14

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封面题图：安提基特拉（Antikythera）机械复原想象图，该机械是为了计算天体在天空中的位置而设计的古希腊青铜机器，属于模拟计算机【百度百科】。该机器于1900年在希腊安提基特拉岛附近的安提基特拉沉船里被发现。制造年代约在西元前150年到100年之间。现藏于希腊国家考古博物馆。引用该图是感叹于远古时代人类技术成就，技术是人类超越自身局限性的工具，我们要正视人类文明的脆弱性与对技术的依赖性，在利用技术同时，也要避免匍匐在技术力量面前，完全成为其附庸。

注：本文同步以“古翠码翁” ID发布于CSDN Web3社区，转载请注明出处。

一、引言

最近在项目实践中，涉及到使用Go语言操作HBase数据库，本文是相关的经验总结。

用程序操作HBase数据有多种方法，包括HBase提供的RPC接口，Apache Thrift工具或者Apache Phoenix工具等。其中用原生RPC接口方式简单直接，不需要部署额外第三方组件，直接引用相应程序开发包即可。

Go语言具有丰富的生态环境，除了标准库，还有各种开源开发包，安装方便，如果开发包不满足业务需求还可以直接修改源代码来适配。

按照笔者的业务逻辑，需要用Go语言处理一批外部数据，然后写入到HBase中，单位时间内数据吞吐量不大，使用简单直接的操作方式即可满需求，开发周期尽量做到短平快。经过初步调研，找到若干基于Go语言的HBase备选库，包括tsuna/go-hbase，pingcap/go-hbase，Lazyshot/go-hbase等，相应代码均在github上开源。

然而在使用中，上述几个开源库操作工作环境部署的HBase时均出现各种问题，有不同的服务端程序报错信息出现。经过排查分析，发现一个可能原因是笔者使用的HBase版本是2.0.x，这个版本相对于HBase1.0.x有较大升级，可能存在一些底层接口不兼容。之所以说是可能原因，是因为这些开源库的兼容版本要求只给出了>HBase0.9x版，并没有给出说明是否兼容2.0以上版本。

解决办法通常有三个——其一，重新部署HBase，降低到相应版本；其二，继续寻找支持2.0以上版本的库；其三，修改库兼容工作环境的HBase版本。重新部署环境依赖于运维同事，能否找到兼容的库基于之前经验不确定性较高，求人不如求己，于是选择第三个方法，直接Hack现有库以兼容当前版本HBase。

这里选择pingcap/go-hbase库作为修改对象，原因是代码结构比较清晰，接口简单，使用方便。按照这个库的官方说法：Derived from Lazyshot/go-hbase. Add some new features and fix some bugs.

这个库源代码库地址：https://github.com/pingcap/go-hbase 代码树形结构图如图1所示，可见文件并不多，并不是一个复杂项目。

├── action.go

├── action_test.go

├── admin.go

├── admin_test.go

├── call.go

├── client.go

├── client_ops.go

├── client_test.go

├── column.go

├── column_test.go

├── conn.go

├── del.go

├── del_test.go

├── get.go

├── get_test.go

├── iohelper

│ ├── multireader.go

│ ├── pbbuffer.go

│ └── utils.go

├── LICENSE

├── proto

│ ├── AccessControl.pb.go

│ ├── Admin.pb.go

│ ├── Aggregate.pb.go

│ ├── Authentication.pb.go

│ ├── Cell.pb.go

│ ├── Client.pb.go

│ ├── ClusterId.pb.go

│ ├── ClusterStatus.pb.go

│ ├── Comparator.pb.go

│ ├── Encryption.pb.go

│ ├── ErrorHandling.pb.go

│ ├── Filter.pb.go

│ ├── FS.pb.go

│ ├── HBase.pb.go

│ ├── HFile.pb.go

│ ├── LoadBalancer.pb.go

│ ├── MapReduce.pb.go

│ ├── Master.pb.go

│ ├── MultiRowMutation.pb.go

│ ├── RegionServerStatus.pb.go

│ ├── RowProcessor.pb.go

│ ├── RPC.pb.go

│ ├── SecureBulkLoad.pb.go

│ ├── Snapshot.pb.go

│ ├── Tracing.pb.go

│ ├── VisibilityLabels.pb.go

│ ├── WAL.pb.go

│ └── ZooKeeper.pb.go

├── protobuf

│ ├── AccessControl.proto

│ ├── Admin.proto

│ ├── Aggregate.proto

│ ├── Authentication.proto

│ ├── Cell.proto

│ ├── Client.proto

│ ├── ClusterId.proto

│ ├── ClusterStatus.proto

│ ├── Comparator.proto

│ ├── Encryption.proto

│ ├── ErrorHandling.proto

│ ├── Filter.proto

│ ├── FS.proto

│ ├── HBase.proto

│ ├── HFile.proto

│ ├── LoadBalancer.proto

│ ├── MapReduce.proto

│ ├── Master.proto

│ ├── MultiRowMutation.proto

│ ├── RegionServerStatus.proto

│ ├── RowProcessor.proto

│ ├── RPC.proto

│ ├── SecureBulkLoad.proto

│ ├── Snapshot.proto

│ ├── Tracing.proto

│ ├── VisibilityLabels.proto

│ ├── WAL.proto

│ └── ZooKeeper.proto

├── put.go

├── put_test.go

├── README.md

├── result.go

├── result_test.go

├── scan.go

├── scan_test.go

├── service_call.go

├── types.go

└── utils.go

图1. 代码树形结构

二、实现步骤

2.1 源库错误提示

在确保已经安装好go开发环境前提下，安装go-hbase开发包，运行 go get github.com/pingcap/go-hbase，默认这个包会下载到 $GOPATH/pkg/mod/github.com/pingcap/go-hbase@xxxx 路径下

安装好后，开发一个简单Demo，重现一下错误。demo.go代码图2所示，zkHosts是zookeeper集群节点地址，根据实际情况设置，zkRoot是hbase所在根路径，也需要根据实际情况设置，这里是/hbase-unsecure。程序工作很简单，连接HBase，向"demo_tab"数据表的"info"列簇的列"val_1”和"val_2"分别写入数据。

// demo.go

package main

import (

"log"

"fmt"

hbase "github.com/pingcap/go-hbase"

)

func main() {

zkHosts := []string{"zk-node1:2181", "zk-node2:2181", "zk-node3:2181"}

zkRoot := "/hbase-unsecure"

hbTab := "demo_tab" // HBase table name

hbClient, err := hbase.NewClient(zkHosts, zkRoot)

if err != nil {

log.Fatal(err)

}

defer hbClient.Close()

rowKey := "row_1" // make a row key

fm := "info" // column family name

p := hbase.NewPut([]byte(rowKey))

p.AddStringValue(fm, "val_1", "a")

p.AddStringValue(fm, "val_2", "b")

// Put the row into HBase

res, err := hbClient.Put(hbTab, p)

if err != nil {

log.Fatal(err)

}

if res {

fmt.Println("Put data successfully!")

} else {

fmt.Println("Failed to put data! :(")

}

return

}

图2. demo.go 代码

编译执行上述代码，在HBase-2.0.x环境下会产生图3的提示，错误信息是：org.apache.hadoop.hbase.exceptions.UnknownProtocolException: Is this a pre-hbase-1.0.0 or asynchbase client? Client is invoking getClosestRowBefore removed in hbase-2.0.0 replaced by reverse Scan.

图3. 返回错误提示，协议不兼容

根据返回错误信息提示，应该是协议不兼容问题，在2.0.x版本中使用了1.0.x的接口，出错位置大是在.LocateRegion方法中。

2.2 修改代码解决问题

根据提示定位错误后，经过研究，发现是2.0.x版本HBase在响应客户端定位RegionServer操作时候（LocateRegion），不再支持GetRequest请求，而是换成了ScanRequest请求，加入对应的处理代码逻辑应该能解决问题。

通常情况下，go开发环境下载的第三方包依赖会存放在$GOPATH/pkg/mod 路径下，具体到本案例，是在 $GOPATH/pkg/mod/github.com/pingcap/go-hbase@xxxxx.yyyyy中。其中GOPATH是环境变量，依据实际情况有所不同，@之后是版本信息。

2.2.1 修改片段之一

在打开文件go-hbase/client.go，找到方法LocateRegion，在375行，将这段的方法调用"call := newCall(&proto.GetRequest "完全注释掉，换成修改后使用ScanRequest的代码块，如图4所示。这部分是对呼叫RPC协议的修改，将原来的GetRequest请求变成ScanRequest请求，除了与Scan相关必要参数外，其余参数与原来GetRequest设置一致，另外，注意Scan:Reversed 属性要设置成true。

/* 注释掉对 GetRequest 请求的调用

call := newCall(&proto.GetRequest{

Region: &proto.RegionSpecifier{

Type: proto.RegionSpecifier_REGION_NAME.Enum(),

Value: metaRegionName,

Get: &proto.Get{

Row: regionRow,

Column: []*proto.Column{&proto.Column{

Family: []byte("info"),

}},

ClosestRowBefore: pb.Bool(true),

})

// 换成对 ScanRequest的调用

call := newCall(&proto.ScanRequest{

Region: &proto.RegionSpecifier{

Type: proto.RegionSpecifier_REGION_NAME.Enum(),

Value: metaRegionName,

Scan: &proto.Scan{

Reversed: pb.Bool(true),

StartRow: regionRow,

Column: []*proto.Column{&proto.Column{

Family: []byte("info"),

}},

NumberOfRows: pb.Uint32(1),

})

图4. 在LocateRegion中添加ScanRequest发送请求

图5. LocateRegion添加ScanRequest请求截图

2.2.2 修改片段之二

继续在LocateRegion方法中，找到解析返回结果部分，在response := <-call.responseCh下方。这部分的switch...case语句中需要添加一个case处理，以处理ScanResponse结果。添加代码如图6所示。

case *proto.ScanResponse部分就是对返回结果处理，如果想进一步了解GetResult()返回的结果数据结构，可以到go-hbase/result.go查看源代码。

switch r := response.(type) {

case *proto.GetResponse:

res := r.GetResult()

if res == nil {

return nil, errors.Errorf("Empty region: [table=%s] [row=%q] [region_row=%q]", table, row, regionRow)

}

rr := NewResultRow(res)

region, err := c.parseRegion(rr)

if err != nil {

return nil, errors.Trace(err)

}

c.updateRegionCache(table, region)

return region, nil

case *exception:

return nil, errors.New(r.msg)

case *proto.ScanResponse: // 添加对ScanResponse的case处理

res := r.GetResults()

if res == nil {

return nil, errors.Errorf("Empty region: [table=%s] [row=%q] [region_row=%q]", table, row, regionRow)

}

rr := NewResultRow(res[0])

region, err := c.parseRegion(rr)

if err != nil {

return nil, errors.Trace(err)

}

c.updateRegionCache(table, region)

return region, nil

default:

log.Warnf("Unknown response - %T - %v", r, r)

}

图6. 添加ScanResponse数据处理部分

2.2.3 修改片段之三

实践过程中，发现pingcap/go-hbase库中并没有设置HBase的EffectiveUser的接口，搜索代码发现这个有效用户信息被硬编码写在了程序中并且固定为"pingcap“，这点需要注意，如果用户的环境不存在这个账户，使用时候会报错账户没有权限。

一个较好的解决方法是将这个有效用户设置接口开放出来，根据需求设置。这里笔者就快速有效更改一下，将EffectiveUser由"pingcap"改成"hbase"，以跟实际使用环境相符。具体做法是打开go-hbase/conn.go文件，定位到writeConnectionHeader方法，大约是在文件214行。然后找到EffectiveUser: pb.String("pingcap") 这一行代码，改成EffectiveUser: pb.String("hbase")，如图7所示，修改保存大功告成。

func (c *connection) writeConnectionHeader() error {

buf := iohelper.NewPbBuffer()

service := pb.String(ServiceString[c.serviceType])

err := buf.WritePBMessage(&proto.ConnectionHeader{

UserInfo: &proto.UserInformation{

EffectiveUser: pb.String("hbase"),

ServiceName: service,

})

if err != nil {

return errors.Trace(err)

}

err = buf.PrependSize()

if err != nil {

return errors.Trace(err)

}

_, err = c.conn.Write(buf.Bytes())

if err != nil {

return errors.Trace(err)

}

return nil

}

图7. 在go-hbase/conn.go中设置EffectiveUser

三、测试结果

继续使用上面demo.go的例子，在修改库之前执行，结果出现的错误提示已经由图3给出。

按照本文第二部分所述步骤修改引用包代码后，我们重新编译运行demo.go，得到如下返回信息：

yyyy/mm/dd hh:mm:ss client.go:169: [debug] connect root region server... host_name:"zk-node4" port:16020 start_code:1655113251448

Put data successfully!

上述输出内容显示数据写入成功，与demo.go代码逻辑相符。再到hbase shell中，运行命令 scan 'demo_tab' 查看数据表，返回结果如图8，可以看到，demo.go程序中对应的数据已经写入到HBase的表中。

图8. HBase中数据表scan操作返回的结果

四、结语

针对golang操作HBase-2.0.x的部分程序开发包，或许存在接口不兼容问题，本文通过修改代码给出了一个协议兼容的方案。按照文中步骤操作，并运行实例测试，结果显示能够实现Go语言操作HBase-2.0.x版本的目的。需要注意的是，本文给出的解决方案是一个快速临时的方案，并没有经过大数据量和大规模并发操作测试，据此实现，在高并发高数据吞吐量情况下可能存在未知风险，如果应用项对安全性和高可用性方面有较高需求，建议使用其他更稳妥方案。另外，当前HBase最新版本已经到3.0以上，最新版本HBase的兼容性测试将在未来有需要时候进行。

hbase go pingcap go语言

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如何用Go语言快速方便操作HBase2.0.x —— 基于github.com/pingcap/go-hbase的Hack实践

一、引言

最近在项目实践中，涉及到使用Go语言操作HBase数据库，本文是相关的经验总结。

二、实现步骤

2.1 源库错误提示

2.2.2 修改片段之二

2.2.3 修改片段之三

三、测试结果

四、结语

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