铁佛 发表于 2022-8-9 14:40:40

过滤器

 

HBase 的基本 API,包括增、删、改、查等。 增、删都是相对简单的操作,与传统的 RDBMS 相比,这里的查询操作略显苍白,只能根据特性的行键进行查询(Get)或者根据行键的范围来查询(Scan)。 HBase 不仅提供了这些简单的查询,而且提供了更加高级的过滤器(Filter)来查询。
 
过滤器可以根据列族、列、版本等更多的条件来对数据进行过滤,
基于 HBase 本身提供的三维有序(行键,列,版本有序),这些过滤器可以高效地完成查询过滤的任务,带有过滤器条件的 RPC (远程服务)查询请求会把过滤器分发到各个 RegionServer(这是一个服务端过滤器),这样也可以降低网络传输的压力。
使用过滤器至少需要两类参数:
一类是抽象的操作符,另一类是比较器
作用


[*]过滤器的作用是在服务端判断数据是否满足条件,然后只将满足条件的数据返回给客户端
[*]过滤器的类型很多,但是可以分为三大类:

[*]比较过滤器:可应用于rowkey、列簇、列、列值过滤器
[*]专用过滤器:只能适用于特定的过滤器
[*]包装过滤器:包装过滤器就是通过包装其他过滤器以实现某些拓展的功能。

比较过滤器

所有比较过滤器均继承自 CompareFilter。创建一个比较过滤器需要两个参数,分别是比较运算符和比较器实例。
public CompareFilter(final CompareOp compareOp,final ByteArrayComparable comparator) {
   this.compareOp = compareOp;
   this.comparator = comparator;
}比较运算符


[*]LESS </p/lili p LESS_OR_EQUAL =/p/lili p EQUAL =/p/lili p NOT_EQUAL /p/lili p GREATER_OR_EQUAL =/p/lili p GREATER >
[*]NO_OP 排除所有
常见的六大比较过滤器

BinaryComparator

按字节索引顺序比较指定字节数组,采用Bytes.compareTo(byte[])
BinaryPrefixComparator(前缀比较器)

通BinaryComparator,只是比较左端前缀的数据是否相同
NullComparator

判断给定的是否为空
BitComparator

按位比较
RegexStringComparator

提供一个正则的比较器,仅支持 EQUAL 和非EQUAL
SubstringComparator

判断提供的子串是否出现在中
代码演示

rowKey过滤器:RowFilter 行键过滤器

通过RowFilter与BinaryComparator过滤比rowKey 1500100010小的所有值出来
   /**
    *行键过滤器
    *通过RowFilter与BinaryComparator过滤比rowKey 1500100010小的所有值出来
    */
   @Test
   public void RowFilter1(){
       try {
           //获取表的实例
           HTableInterface students = conn.getTable("students");

           BinaryComparator binaryComparator = new BinaryComparator("1500100010".getBytes());

           //创建一个行键过滤器的对象
           RowFilter rowFilter = new RowFilter(CompareFilter.CompareOp.LESS, binaryComparator);

           Scan scan = new Scan();
           scan.setFilter(rowFilter);//把过滤器传给扫描到的对象

           ResultScanner scanner = students.getScanner(scan);
           print(scanner);

     } catch (IOException e) {
           e.printStackTrace();
     }
 }


   /**
    *    专门用来打印数据的方法
    */
   public void print(ResultScanner scanner) throws IOException {
       Result rs = null;
       while ((rs = scanner.next()) != null) {
           String id = Bytes.toString(rs.getRow());
//              List<Cell> cells = rs.listCells();
//              System.out.print("id:" + id);
//              System.out.print("\t");
//              for (Cell cell : cells) {
////              String s = Bytes.toString(cell.getValue());
//                  String col = Bytes.toString(CellUtil.cloneQualifier(cell));
//                  String s = Bytes.toString(CellUtil.cloneValue(cell));
//                  System.out.print(col + ":" + s);
//                  System.out.print("\t");
//              }
//              System.out.println();

           String name = Bytes.toString(rs.getValue("info".getBytes(), "name".getBytes()));
           String age = Bytes.toString(rs.getValue("info".getBytes(), "age".getBytes()));
           String gender = Bytes.toString(rs.getValue("info".getBytes(), "gender".getBytes()));
           String clazz = Bytes.toString(rs.getValue("info".getBytes(), "clazz".getBytes()));
           System.out.println("学号:" + id + ",姓名:" + name + ",年龄:" + age + ",性别:" + gender + ",班级:" + clazz);

     }
 }列簇过滤器:FamilyFilter

通过FamilyFilter与SubstringComparator查询列簇名包含in的所有列簇下面的数据
   /**
    *    列簇过滤器案例1:通过FamilyFilter与SubstringComparator查询列簇名包含in的所有列簇下面的数据
    */
   @Test
   public void FamilyFilter1(){
       try {
           //获取表的实例
           HTableInterface students = conn.getTable("students");

           //创建一个比较器对象
           //只要列簇名中包含了in,就把该列簇下的所有列查询出来
           SubstringComparator substringComparator = new SubstringComparator("in");

           //创建列簇过滤器
           FamilyFilter familyFilter = new FamilyFilter(CompareFilter.CompareOp.EQUAL, substringComparator);

           Scan scan = new Scan();
           scan.setFilter(familyFilter);//把过滤器传给扫描到的对象

           //获取数据
           ResultScanner scanner = students.getScanner(scan);
           print(scanner);


     } catch (IOException e) {
           e.printStackTrace();
     }
 }通过FamilyFilter与 BinaryPrefixComparator 过滤出列簇以i开头的列簇下的所有数据
   /**
    * 列簇过滤器案例2:通过FamilyFilter与 BinaryPrefixComparator 过滤出列簇以i开头的列簇下的所有数据
    *
    */
   @Test
   public void FamilyFilter2(){
       try {
           //获取表的实例
           HTableInterface students = conn.getTable("students");

           //创建前缀比较器
           BinaryPrefixComparator binaryPrefixComparator = new BinaryPrefixComparator("i".getBytes());

           //创建列簇过滤器
           FamilyFilter familyFilter = new FamilyFilter(CompareFilter.CompareOp.EQUAL, binaryPrefixComparator);

           Scan scan = new Scan();
           scan.setFilter(familyFilter);

           ResultScanner scanner = students.getScanner(scan);
           print(scanner);

     } catch (IOException e) {
           e.printStackTrace();
     }
 }列过滤器:QualifierFilter

通过QualifierFilter与SubstringComparator查询列名包含ge的列的值
   /**
    * 列过滤器案例1:通过QualifierFilter与SubstringComparator查询列名包含ge的列的值
    *
    */
   @Test
   public void QualifierFilter1(){
       try {
           //获取表的实例
           HTableInterface students = conn.getTable("students");

           //创建包含比较器
           //age
           //gender
           SubstringComparator substringComparator = new SubstringComparator("ge");

           //创建一个列过滤器
           QualifierFilter qualifierFilter = new QualifierFilter(CompareFilter.CompareOp.EQUAL, substringComparator);

           Scan scan = new Scan();
           scan.setFilter(qualifierFilter);

           ResultScanner scanner = students.getScanner(scan);
           print(scanner);


     } catch (IOException e) {
           e.printStackTrace();
     }
 }过滤出列的名字中 包含 "am" 所有的列 及列的值
   /**
    *
    * 列过滤器案例2:通过QualifierFilter与SubstringComparator查询列名包含ge的列的值
    */
   @Test
   public void QualifierFilter2(){
       try {
           //获取表的实例
           HTableInterface students = conn.getTable("students");

           SubstringComparator substringComparator = new SubstringComparator("am");

           //创建列过滤器
           QualifierFilter qualifierFilter = new QualifierFilter(CompareFilter.CompareOp.EQUAL, substringComparator);

           Scan scan = new Scan();
           scan.setFilter(qualifierFilter);

           ResultScanner scanner = students.getScanner(scan);
           print(scanner);

     } catch (IOException e) {
           e.printStackTrace();
     }
 }列值过滤器:ValueFilter

通过ValueFilter与BinaryPrefixComparator过滤出所有的cell中值以 "张" 开头的学生
   /**
    * 列值过滤器案例1:通过ValueFilter与BinaryPrefixComparator过滤出所有的cell中值以 "张" 开头的学生
    */
   @Test
   public void ValueFilter1() {
       try {
           //获取表的实例
           HTableInterface students = conn.getTable("students");

           //创建前缀比较器
           BinaryPrefixComparator binaryPrefixComparator = new BinaryPrefixComparator("张".getBytes());

           //创建列值过滤器的对象
           ValueFilter valueFilter = new ValueFilter(CompareFilter.CompareOp.EQUAL, binaryPrefixComparator);

           Scan scan = new Scan();
           scan.setFilter(valueFilter);

           ResultScanner scanner = students.getScanner(scan);

           //因为ResultScanner类继承了迭代器
           //使用增强for循环遍历
//          for (Result rs : scanner) {
//              String id = Bytes.toString(rs.getRow());
//              System.out.println("当前行的rowkey为:" + id);
//              //继续增强for循环得到每一行中的每一个单元格(列)
//              //获取一行中的所有单元格
//              for (Cell cell : rs.listCells()) {
//                  //获取该单元格属于的列簇
//                  String family = Bytes.toString(CellUtil.cloneFamily(cell));
//                  //获取该单元格的列名
//                  String colName = Bytes.toString(CellUtil.cloneQualifier(cell));
//                  //获取该单元格的列值
//                  String value = Bytes.toString(CellUtil.cloneValue(cell));
//                  System.out.println(family + ":" + colName + "的值为:" + value);
//              }
//          }

           print(scanner);
     } catch (IOException e) {
           e.printStackTrace();
     }
 }过滤出文科的学生,只会返回以文科开头的数据列,其他列的数据不符合条件,不会返回
   /**
    *    列值过滤器案例2:> 过滤出文科的学生,只会返回以文科开头的数据列,其他列的数据不符合条件,不会返回
    */
   @Test
   public void ValueFilter12(){
       try {
           //获取表的实例
           HTableInterface students = conn.getTable("students");

           //创建正则比较器
           RegexStringComparator regexStringComparator = new RegexStringComparator("^文科.*");

           //创建列值过滤器
           ValueFilter valueFilter = new ValueFilter(CompareFilter.CompareOp.EQUAL, regexStringComparator);

           Scan scan = new Scan();
           scan.setFilter(valueFilter);

           ResultScanner scanner = students.getScanner(scan);
           print(scanner);


     } catch (IOException e) {
           e.printStackTrace();
     }
 }专用过滤器

单列值过滤器:SingleColumnValueFilter

SingleColumnValueFilter会返回满足条件的cell所在行的所有cell的值(即会返回一行数据)
通过SingleColumnValueFilter与查询文科班所有学生信息
   /**
    * 单列值过滤器
    * SingleColumnValueFilter会返回满足条件的cell所在行的所有cell的值(即会返回一行数据)
    *
    * 通过SingleColumnValueFilter与查询文科班所有学生信息
    */
   @Test
   public void SingleColumnValueFilter(){
       try {
           //获取表的实例
           HTableInterface students = conn.getTable("students");

           //创建一个正则比较器
           RegexStringComparator regexStringComparator = new RegexStringComparator("^文科.*");

           //创建单列值过滤器对象
           SingleColumnValueFilter singleColumnValueFilter = new SingleColumnValueFilter(
                   "info".getBytes(),
                   "clazz".getBytes(),
                   CompareFilter.CompareOp.EQUAL,
                   regexStringComparator
         );

           Scan scan = new Scan();
           scan.setFilter(singleColumnValueFilter);

           ResultScanner scanner = students.getScanner(scan);
           print(scanner);


     } catch (IOException e) {
           e.printStackTrace();
     }
 }




   /**
    * 专门用来打印数据的方法
    */
   public void print(ResultScanner scanner) throws IOException {
       Result rs = null;
       while ((rs = scanner.next()) != null) {
           String id = Bytes.toString(rs.getRow());
           List<Cell> cells = rs.listCells();
           System.out.print("id:" + id);
           System.out.print("\t");
           for (Cell cell : cells) {
//              String s = Bytes.toString(cell.getValue());
               String col = Bytes.toString(CellUtil.cloneQualifier(cell));
               String s = Bytes.toString(CellUtil.cloneValue(cell));
               System.out.print(col + ":" + s);
               System.out.print("\t");
         }
           System.out.println();

//          String name = Bytes.toString(rs.getValue("info".getBytes(), "name".getBytes()));
//          String age = Bytes.toString(rs.getValue("info".getBytes(), "age".getBytes()));
//          String gender = Bytes.toString(rs.getValue("info".getBytes(), "gender".getBytes()));
//          String clazz = Bytes.toString(rs.getValue("info".getBytes(), "clazz".getBytes()));
//          System.out.println("学号:" + id + ",姓名:" + name + ",年龄:" + age + ",性别:" + gender + ",班级:" + clazz);

     }
 }
​列值排除过滤器:SingleColumnValueExcludeFilter

与SingleColumnValueFilter相反,会排除掉指定的列,其他的列全部返回
通过SingleColumnValueExcludeFilter与BinaryComparator查询文科一班所有学生信息,最终不返回clazz列
   /**
    * 列值排除过滤器
    * 与SingleColumnValueFilter相反,会排除掉指定的列,其他的列全部返回
    *
    * 通过SingleColumnValueExcludeFilter与BinaryComparator查询文科一班所有学生信息,最终不返回clazz列
    */
   @Test
   public void SingleColumnValueExcludeFilter(){
       try {
           //获取表的实例
           HTableInterface students = conn.getTable("students");

           //创建一个二进制比较器
           BinaryComparator binaryComparator = new BinaryComparator("文科一班".getBytes());

           //创建一个列值排除过滤器
           SingleColumnValueExcludeFilter singleColumnValueExcludeFilter = new SingleColumnValueExcludeFilter(
                   "info".getBytes(),
                   "clazz".getBytes(),
                   CompareFilter.CompareOp.EQUAL,
                   binaryComparator
         );

           Scan scan = new Scan();
           scan.setFilter(singleColumnValueExcludeFilter);

           ResultScanner scanner = students.getScanner(scan);
           print(scanner);


     } catch (IOException e) {
           e.printStackTrace();
     }
 }rowkey前缀过滤器:PrefixFilter

通过PrefixFilter查询以150010008开头的所有前缀的rowkey
   /**
    * rowkey前缀过滤器
    *
    * 通过PrefixFilter查询以150010008开头的所有前缀的rowkey
    */
   @Test
   public void PrefixFilter(){
       try {
           //获取表的实例
           HTableInterface students = conn.getTable("students");

           //创建rowkey前缀过滤器
           PrefixFilter prefixFilter = new PrefixFilter("150010008".getBytes());
           Scan scan = new Scan();

           scan.setFilter(prefixFilter);
           ResultScanner scanner = students.getScanner(scan);
           print2(scanner);


     } catch (IOException e) {
           e.printStackTrace();
     }

 }分页过滤器PageFilter

通过PageFilter查询三页的数据,每页10条
使用PageFilter分页效率比较低,每次都需要扫描前面的数据,直到扫描到所需要查的数据
可设计一个合理的rowkey来实现分页需求
# 注意事项:
客户端进行分页查询,需要传递 startRow(起始 RowKey),知道起始 startRow 后,就可以返回对应的 pageSize 行数据。这里唯一的问题就是,对于第一次查询,显然 startRow 就是表格的第一行数据,但是之后第二次、第三次查询我们并不知道 startRow,只能知道上一次查询的最后一条数据的 RowKey(简单称之为 lastRow)。

我们不能将 lastRow 作为新一次查询的 startRow 传入,因为 scan 的查询区间是[startRow,endRow) ,即前闭后开区间,这样 startRow 在新的查询也会被返回,这条数据就重复了。

同时在不使用第三方数据库存储 RowKey 的情况下,我们是无法通过知道 lastRow 的下一个 RowKey 的,因为 RowKey 的设计可能是连续的也有可能是不连续的。

由于 Hbase 的 RowKey 是按照字典序进行排序的。这种情况下,就可以在 lastRow 后面加上 0 ,作为 startRow 传入,因为按照字典序的规则,某个值加上 0 后的新值,在字典序上一定是这个值的下一个值,对于 HBase 来说下一个 RowKey 在字典序上一定也是等于或者大于这个新值的。

所以最后传入 lastRow+0,如果等于这个值的 RowKey 存在就从这个值开始 scan,否则从字典序的下一个 RowKey 开始 scan。

25 个字母以及数字字符,字典排序如下:

'0' < '1' < '2' < ... < '9' < 'a' < 'b' < ... < 'z'需要注意的是在多台 Regin Services 上执行分页过滤的时候,由于并行执行的过滤器不能共享它们的状态和边界,所以有可能每个过滤器都会在完成扫描前获取了 PageCount 行的结果,这种情况下会返回比分页条数更多的数据,分页过滤器就有失效的可能。
   /**     * 分页过滤器     * 通过PageFilter查询三页的数据,每页10条     */​    @Test    public void PageFilter() {        try {            //获取表的实例            HTableInterface students = conn.getTable("students");            //定义要查询的页数            int pageNum = 3;            //定义每页的条数            int pageSize = 10;            Scan scan = new Scan();​            //定义一开始的行            String current_page_start_row = "";​            for (int i = 1; i
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