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HBase的Region迁移流程

迁移流程总览

HBase是一个分布式系统，对于分布式系统，负载均衡，故障恢复是非常重要的。而这些都依赖于分片迁移，实际上即Region迁移。一方面，保证集群内所有节点的分片数目大致均衡。另一方面，保证发生故障时数据不丢失。Region迁移可以分为两个阶段:unassign阶段，assign阶段。

Region状态

Region状态可以分为13个状态，具体如下表，除了OOFLINE状态，这些状态又可根据不同过程分为4个过程。分别为打开过程，关闭过程，合并过程，分裂过程。

打开过程:包含OPENING，OPEN，FAILED_OPEN等状态。

关闭过程:包含CLOSING , CLOSED，FAILED_CLOSE状态。

分裂过程:包含SPLITING，SPLIT，SPLITING_NEW状态。

合并过程:MERGING,MERGED , MERGING_NEW状态。

具体如下:

Region状态	含义
OFFLINE	下线状态
OPENING	正在打开状态
OPEN	正常打开状态
FAILED_OPEN	打开失败状态
CLOSING	正在关闭状态
CLOSED	正常关闭状态
FAILED_CLOSE	关闭失败状态
SPLITING	正在分裂状态
SPLIT	完成分裂状态

SPLITING_NEW	分裂时产生新Region
MERGING	正在合并状态
MERGED	完成合并状态
MERGING_NEW	合并后生成新Region

unassign阶段

unassign的含义是Region从源RegionServer上下线，涉及的服务有Hmaster,RegionServer,ZooKeeper。总体可分为以下六个步骤:

1).HMaster与ZooKeeper交互，生成事件M_ZK_REGION_CLOSING并更新到ZooKeeper组件，同时将本地内存中该Region的状态修改为PENDING_CLOSE。

2).HMaster与RegionServer交互，HMaster通过RPC发送close命令给拥有该Region的RegionServer，并关闭该Region。

3).RegionServer与ZooKeeper交互，RegionServer接收到Master发送过来的命令后，生成一个RS_ZK_REGION_CLOSING事件，更新到ZooKeeper中。

4).HMaster与ZooKeeper交互，HMaster监听到ZooKeeper节点变动后，更新内存中Region的状态为CLOSING。

5).RegionServer执行Region关闭操作，如果该Region正在执行flush或者Compaction操作，则等待操作完成。否则将该Region下的所有MemStore强制flush，然后关闭Region相关的服务。

6).RegionServer与ZooKeeper交互，HMaster与ZooKeeper交互，关闭相关服务后，生成RS_ZK_REGION_CLOSED事件，并更新到ZooKeeper。HMaster监听到ZooKeeper节点变动后，更新该Region的状态为CLOSED。

assgin阶段:

assign的含义是Region在目标RegionServer上线。涉及的服务与unassign阶段一致。也可以分为六个阶段：

1).HMaster与ZooKeeper交互，HMaster生成事件M_ZK_REGION_OFFLINE,并更新到ZooKeeper组件，同时将本地内存中该Region的状态修改为PENDING_OPEN。

2).HMaster与RegionServer交互，HMaster通过RPC发送open命令给拥有该Region的RegionServer，令其打开该Region。

3).RegionServer与ZooKeeper交互，RegionServer接收到HMaster发送过来的命令后，生成一个RS_ZK_REGION_OPENING事件，更新到ZooKeeper。

4).HMaster与ZooKeeper交互，HMaster监听到ZooKeeper节点变动后，更新内存中Region的状态为OPENING。

5).RegionServer执行Region打开操作，初始化相应的服务。

6).RegionServer与ZooKeeper交互，HMaster与ZooKeeper交互。Region打开完成之后生成事件RS_ZK_REGION_OPENED,更新到ZooKeeper，HMaster监听到ZooKeeper节点变动后，更新该Region的状态为OPEN。

Hmaster,rs,zk的故事

在unassign和assign的过程中，HMaster，RegionServer和ZooKeeeper会有一系列的交互，但是每个人负责的职责不一样。

对于HMaster,在整个过程中，会负责维护Region在整个操作中的状态变化，相当于一个中枢系统。

对于RegionServer，在整个过程中，RegionServer相当于一个执行者，严格执行来自HMaster的指令，即打开或者关闭Region问题。

ZooKeeper相当于一个中转站，负责存储操作过程中的事件，ZooKeeper上有一个存储HBase的Region相关信息的节点，路径为/hbase/region-in-transition，当Region发生assign或者unassign操作，就会在该节点下生成一个子节点，子节点的内容是"事件"经过序列化的字符串，并且Master会在这个子节点上监听，无论发生任何事件，HMaster都可以监听到并更新Region的状态。

另外，无论是在unassign还是在assign操作中，都包括多个子操作以及多个组件的协调合作，隐藏需要通过记录Region状态才会知道当前进度，也便于在发生异常时进行有效恢复。Region状态会存储在meta表，HMaster内存以及ZooKeeper的region-in-transition节点。详细如下:

meta表只存储RegionServer所在的RegionServer,不存储中间状态。

HMaster内存中存储整个集群所有的Region信息，可以查看某个region目前在哪个RegionServer上及状态。HMaster上的Region状态由RegionServer通过ZooKeeper传递给HMaster的，因此是滞后于真正的Region状态变更。在HBase Master WebUI上看到的Region状态即来自于此。

ZooKeeper中存储的是临时性的状态转移信息，如果HMaster或者RegionServer在region迁移的某个阶段发生异常，ZooKeeper上存储的状态可以在异常恢复后作为依据进行迁移操作。

只有meta表，HMaster内存，ZooKeeper三者中的状态一致，对应的Region才会处于正常状态，当三者不能处于一致时。便会触发region-in-transition(RIT)现象。但对于Region在迁移的过程中会出现短暂的RIT现象这种场景无需人工干预。