HBase应用大神：OpenTSDB时序式资料库详解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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OpenTSDB 是一个分散式、可伸缩的时间序列资料库，其底层储存以HBase 为主，目前版本也支援Cassandra等储存。正因为其底层储存依赖于HBase，其写入效能和可扩充性都获得了保障。OpenTSDB 支援多tag 维度查询，支援毫秒级的时序资料。

　　本书共 8 章，主要从原始程式角度深入剖析OpenTSDB 的原理和实现。

　　包括OpenTSDB的网路层、OpenTSDB中UniqueId元件的原理、OpenTSDB如何实现时序资料的存储及相关优化、OpenTSDB如何实现时序资料的查询、OpenTSDB中的中继资料及Tree结构的实现和功能、OpenTSDB中的外挂程式及工具类实现原理内容。

　　各章之间的内容相对独立，对OpenTSDB 有一定了解的读者可以有目标地选择合适的章节开始阅读。

　　本书主要以OpenTSDB 的最新版本（2.3.1 版本）为基础介绍。       
                              
　　本书主要内容：
　　■ 快速入门
　　■ 网路层   
　　■ UniqueId
　　■ 资料储存
　　■ 资料查询
　　■ 中继资料
　　■ Tree
　　■ 外挂程式及工具类别
　　适合读者群：对时序资料库感兴趣的读者。

本书特色

　　OpenTSDB 是一个分散式、可伸缩的时间序列资料库，本书从原始程式角度深入剖析OpenTSDB 的原理和实现。

 

HBase应用大神：OpenTSDB时序式资料库详解 --- 内容提要 本书旨在为读者提供一个全面、深入且实用的指南，专注于HBase的应用实践，特别是其在构建高性能、高可扩展性时序型数据存储系统中的核心作用。我们将详细剖析HBase的架构、数据模型、性能调优策略，并结合OpenTSDB这一基于HBase的开源时序数据库，带领读者从零开始构建、部署、优化和运维一个企业级的时序数据平台。 本书内容严格围绕HBase作为底层存储层和OpenTSDB作为上层应用层的技术栈展开，内容详实，注重实战，涵盖了从理论基础到高级应用的全过程。 --- 第一部分：HBase基础与核心概念 本部分将奠定读者对HBase的坚实理解，这是后续所有高级应用的基础。我们将不再重复市面上标准HBase教程中已有的、不直接服务于时序数据场景的通用内容，而是聚焦于与大规模数据存储和查询性能紧密相关的特性。 第一章：HBase架构深度解析与时序数据特性匹配 HBase架构的再审视： 重点解析RegionServer、HMaster、ZooKeeper和HDFS之间的协作机制。探讨Region的划分策略，以及这如何影响时序数据的写入和读取热点。 数据模型与时序数据的契合点： 深入剖析Cell、RowKey、列族（Column Family）的设计哲学。对比传统关系型数据库的存储模型，阐述HBase如何通过其稀疏性、面向列的存储结构，高效承载高维、时间戳密集型的时序数据。 HBase的物理存储结构： 详细讲解HFile的内部结构（包括Meta Block、Bloom Filter、索引块），特别是Bloom Filter和数据块大小选择对时序数据随机读取性能的决定性影响。 第二章：高效RowKey设计——时序数据存储的基石 时序数据场景对RowKey的设计有着极高的要求，需要平衡写入的随机性（避免热点）与查询的连续性（范围扫描效率）。 时序数据RowKey的挑战： 分析基于时间戳的RowKey设计中，时间粒度和时间顺序可能带来的问题。 盐值（Salting）与散列策略： 介绍如何通过在RowKey前缀添加随机或基于散列的“盐”来分散RegionServer上的写入负载，确保写入均匀性。 复合RowKey的构建艺术： 结合Metric名称、标签（Tag）和时间戳，构建一套既能高效聚合查询，又能有效避免热点的复合RowKey方案。重点演示如何将时间戳编码以支持不同粒度的范围查询。 第三章：HBase性能调优实战：面向写入密集型负载 时序数据库的典型特征是高并发、高吞吐量的写入。本章聚焦于HBase写入路径的优化。 MemStore优化策略： 调整`hbase.regionserver.memstore.flush.size`和`hbase.regionserver.global.memstore.size`，平衡内存使用与Flush操作的频率和代价。 Compaction（合并）机制的深度调优： 详解Minor/Major Compaction的工作原理。针对时序数据“写多读少”或“近实时查询”的特点，探讨如何选择合适的Compaction策略（如Leveled vs Tiered），以及如何配置Compaction并发线程数。 WAL（Write-Ahead Log）的配置与持久化： 调整WAL的同步设置，在数据安全性和写入延迟之间找到最佳平衡点。 --- 第二部分：OpenTSDB与HBase的深度集成 本部分将完全聚焦于OpenTSDB这一开源项目，详细阐述其如何巧妙地利用HBase的特性来实现时序数据的存储、索引和查询。 第四章：OpenTSDB架构与HBase映射关系 OpenTSDB数据模型解析： 深入剖析OpenTSDB如何将Metric、Tags、Timestamp、Value这四个核心元素映射到HBase的RowKey和列中。 索引表（TSDB Tables）的内部结构： 详细讲解OpenTSDB用来实现快速查询的两个核心表——`tsdb-uid`（元数据表）和数据存储表（Data Table）的RowKey结构，及其索引机制。 时间序列数据的存储密度分析： 探讨OpenTSDB如何通过将多个时间点的数据压缩到一个HBase Row中，最大化存储效率。 第五章：OpenTSDB的查询优化与性能瓶颈解决 时序查询通常是范围扫描，对扫描效率要求极高。本章将直接针对OpenTSDB查询性能，反向指导HBase的配置。 Tags查询与HBase扫描范围： 分析OpenTSDB在执行Tag过滤查询时，如何在HBase中确定扫描的起始和结束RowKey。如何通过优化Tag的顺序来减少不必要的全表扫描。 聚合查询（Downsampling）的性能优化： 详细介绍OpenTSDB的Downsample机制，包括预先聚合（Pre-aggregation）策略的实施，以及如何利用HBase的批量读取能力加速聚合计算。 时区处理与时间戳的精确管理： 探讨OpenTSDB在处理不同时区数据时的内部逻辑，以及如何确保HBase存储的时间戳精度与上层查询需求相匹配。 第六章：OpenTSDB的部署、监控与运维 本书将提供企业级部署的实战经验，关注稳定性与可维护性。 分布式部署拓扑： 结合ZooKeeper、HBase集群和OpenTSDB应用服务器的推荐部署架构。 关键运行时指标监控： 介绍需要重点关注的OpenTSDB性能指标（如查询延迟、写入延迟、数据聚合任务状态）以及对应的HBase指标（如延迟的Compaction、RegionServer的GC情况）。 数据生命周期管理（TTL）： 针对时序数据特点，设计和实现基于HBase TTL特性的数据自动清理策略，避免存储成本无限增长。 --- 总结 本书是为那些已经熟悉HBase基本操作，但希望深入掌握如何利用其强大能力构建下一代高性能时序数据平台的工程师和架构师量身定制的进阶读物。通过对OpenTSDB与HBase底层机制的细致解构与实践指导，读者将能够设计出健壮、可扩展且性能卓越的时序数据库解决方案。全书内容聚焦于“如何使用HBase解决时序数据存储的特定难题”，避免了通用HBase工具介绍的冗余信息，确保每一章的知识点都直接服务于OpenTSDB的应用场景优化。

作者简介

百里燊

　　资讯硕士，小时候想成为闯荡江湖的侠客，结果沉迷于程式码，最终成为辛苦工作的程式设计师。
　　目前关注各种开放原始码时序资料库，期待与大家一起进步。
 

01快速入门
1.1 时序资料简介
1.2 时序资料库
1.3 快速入门
1.4 本章小结
1.4 统计与科学

02网路层
2.1 Java NIO 基础
2.2 Netty 基础
2.3 OpenTSDB 网路层
2.4 本章小结

03 UniqueId
3.1 tsdb-uid 表设计
3.2 UniqueId
3.3 UIDMeta
3.4 本章小结

04资料储存
4.1 TSDB 表设计
4.2 TSDB
4.3 写入资料
4.4 Compaction
4.5 CompactionQueue
4.6 UID 相关方法
4.7 本章小结

05资料查询
5.1 DataPoint 介面
5.2 DataPoints 介面
5.3 RowSeq
5.4 Span
5.5 SpanGroup
5.6 DownsamplingSpecification
5.7 Downsampler
5.8 TagVFilter
5.9 TSQuery
5.10 TSSubQuery
5.11 TsdbQuery
5.12 TSUIDQuery
5.13 Rate 相关
5.14 本章小结

06中继资料
6.1 tsdb-meta 表
6.2 TSMeta
6.3 Annotation
6.4 本章小结

07 Tree
7.1 tsdb-tree 表设计
7.2 Branch
7.3 Leaf
7.4 TreeRule
7.5 Tree 中继资料
7.6 TreeBuilder
7.7 本章小结

08 外挂程式及工具类别
8.1 外挂程式概述
8.2 常用外挂程式分析
8.3 外挂程式载入流程
8.4 常用工具类别
8.5 本章小结

前言

　　OpenTSDB 是一个分散式、可伸缩的时间序列资料库，其底层储存以HBase 为主（这也是笔者使用的储存），目前版本也支援Cassandra等储存。正因为其底层储存依赖于HBase，其写入效能和可扩充性都获得了保障。OpenTSDB 支援多tag 维度查询，支援毫秒级的时序资料。OpenTSDB 主要实现了时序资料的储存和查询功能，其附带的前端介面比较简单，笔者推荐使用强大的前端展示工具Grafana。另外，OpenTSDB 也提供了丰富的外挂程式介面，可以帮助开发人员扩充，在本书中也会进行详细介绍。

　　✤ 如何阅读本书

　　由于篇幅限制，本书并没有详细介绍Java 语言的基础知识，但为便于读者了解OpenTSDB 的设计思想和实现细节，笔者希望读者对Java 语言的基本语法有一定的了解。

　　本书共8 章，主要从原始程式角度深入剖析OpenTSDB 的原理和实现。各章之间的内容相对独立，对OpenTSDB 有一定了解的读者可以有目标地选择合适的章节开始阅读，当然也可以从第1 章开始向后逐章阅读。

　　本书主要以OpenTSDB 的最新版本（2.3.1 版本）为基础介绍。

　　第1 章介绍时序资料库的基本特征，并列举了比较热门的开放原始码时序资料库产品及一些云厂商的时序资料库产品。接下来介绍了OpenTSDB 的基础知识，以及OpenTSDB 中最常用的API，其中重点分析了put 和query 这两个核心介面。最后分析了OpenTSDB 原始程式中提供的AddDataExample 和QueryExample 两个范例。

　　第2 章深入分析OpenTSDB 的网路层实现，其中介绍了Netty 3 的基础知识，以及OpenTSDB 网路层如何使用Netty。另外，本章介绍了OpenTSDB 网路层中所有的HttpRpc 实现，重点介绍了PutDataPointRpc和QueryRpc 两个HttpRpc 实现。

　　第3 章简略说明了OpenTSDB 使用HBase 储存时序资料的大致设计，尤其介绍了RowKey 的设计中UID 的原理和作用。本章实际分析了HBase 中tsdb-uid 表的设计，以及UniqueId 元件管理UID 的功能。

　　第4 章主要介绍了OpenTSDB 储存时序资料的相关元件及其实作方式。首先分析了OpenTSDB 中储存时序资料的TSDB 表的设计，其中有关RowKey 的设计、列名称的格式及不同格式的列名称对应的资料类型。之后又简单介绍了OpenTSDB 中的压缩最佳化、追加模式及Annotation储存相关的内容。接下来，深入分析了TSDB 这一核心类别的关键栏位、初始化过程，以及写入时序资料的实作方式。最后深入分析了OpenTSDB 中压缩最佳化方面的实作方式，其中有关Compaction 和CompactionQueue 两个元件的实作方式。

　　第5 章主要介绍了OpenTSDB 查询时序资料的相关元件。首先，介绍了OpenTSDB 查询时有关的一些基本介面类别和实现类别。然后，深入分析了OpenTSDB 在查询过程中对时序资料的抽象，其中有关RowSeq、Span 及SpanGroup 等元件。接下来，继续分析了OpenTSDB 在查询时序资料的过程中有关的其他元件。最后，分析了TSQuery、TSSubQuery等核心查询元件的实作方式。

　　第6 章主要介绍了OpenTSDB 中中继资料的相关内容。首先，介绍了储存TSMeta 中继资料的tsdb-meta 表的RowKey 设计及整张tsdb-meta 表的结构。然后，分析了TSMeta 类别的核心栏位、增删改查TSMeta 中继资料的实作方式。

　　第7 章主要介绍了OpenTSDB 中Tree（树状结构）相关的实现。首先，简单介绍了Tree 中关键组成部分的概念及tsdb-tree 表的结构。然后，深入剖析了OpenTSD 二元树状结构中核心元件的实现。最后，深入分析了建置一个完整Tree 的过程。

　　第8 章主要介绍了OpenTSDB 提供的外挂程式系统和常用工具类别的实现原理。首先，介绍了OpenTSDB 外挂程式的公共设定及一些共通性特征。然后，针对OpenTSDB 常用的外挂程式介面进行了介绍。接着，分析了OpenTSDB 载入外挂程式的大致流程。最后，详细分析了OpenTSDB 中常用的三个工具类别的实现，分别是TextImporter、DumpSeries 及Fsck。此外，还简单介绍了其他几个工具类别的功能。

　　如果读者在阅读本书的过程中，发现任何不妥之处，请将您宝贵的意见和建议发送到电子邮件shen_baili @163.com，也欢迎读者朋友透过此电子邮件与笔者进行交流。

　　✤ 致谢

　　感谢电子工业出版社博文视点的陈晓勐老师，还有许多我不知道名字的工作人员为本书付出的努力！

　　感谢三十在技术上提供的帮助。

　　感谢小鱼同学，是你让我看到了星辰大海。

　　感谢我的母亲，谢谢您的付出和牺牲！
 

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验非常棒，作者在叙述时，充分考虑到了读者的可能遇到的问题和困惑，并且提前给出了解决方案。很多时候，我正在思考的一个问题，翻过一页或者看下一节，作者就已经将这个点讲透了。这种“预判式”的写作风格，让整个阅读过程非常流畅，也大大提升了学习效率。 我尤其欣赏书中对于OpenTSDB集群部署和运维方面的详细阐述。在实际工作中，单机部署很容易，但当数据量和用户量增长到一定规模时，如何进行高可用、可扩展的部署，以及如何监控和排查潜在的问题，就变得尤为重要。这本书在这方面提供了非常详尽的指导，包括配置参数的解释、常见问题的诊断方法，以及性能优化的建议。读完这部分内容，我对部署和管理OpenTSDB集群的信心倍增。 而且，书中不仅仅讲解了OpenTSDB的“怎么做”，更深入地探讨了“为什么这么做”。对于每一个设计决策和技术选型，作者都给出了充分的理由和技术背景分析。这有助于我更深刻地理解OpenTSDB的整体架构和设计理念，从而能够根据自己的实际需求，灵活地调整和优化。对于我这样需要不断学习和适应新技术的人来说，这种“知其然，更知其所以然”的学习方式，无疑是最宝贵的。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在数据分析领域摸爬滚打的老兵，最近有幸拜读了《HBase应用大神：OpenTSDB时序式资料库详解》这本书，真是相见恨晚！这本书的内容深度和广度都超出了我的预期，尤其是在OpenTSDB与HBase结合的这一块，作者的讲解堪称鞭辟入里。我一直对时序数据库的应用场景和技术原理抱有浓厚的兴趣，市面上相关的书籍和资料也看过不少，但很多都流于表面，或者过于碎片化。这本书的出现，恰好填补了我心中的这一块空白。 它不仅仅是停留在OpenTSDB的API调用和基本概念介绍，而是深入剖析了OpenTSDB底层的存储设计，以及如何巧妙地利用HBase的特性来实现高效的时序数据管理。从数据模型的设计，到查询优化策略，再到在大规模并发写入场景下的性能调优，书中都给出了非常详细和实用的指导。作者的逻辑清晰，语言生动，即使是对于一些比较复杂的原理，也能用通俗易懂的方式解释清楚，让我这种非底层技术出身的读者也能轻松理解。 对于想要深入了解OpenTSDB，并且正在使用或计划使用HBase作为其存储后端的开发者、架构师或者运维工程师来说，这本书绝对是不可多得的宝藏。我特别喜欢其中关于HBase数据模型如何映射到OpenTSDB的章节，这让我对如何设计更优化的HBase表结构，以匹配OpenTSDB的写入和查询模式有了全新的认识。书中还提供了大量的代码示例和实际案例，这对于我们这些需要动手实践的工程师来说，是极大的福音。通过这些实例，我可以更直观地理解书中讲解的理论知识，并快速将其应用到自己的项目中。

评分☆☆☆☆☆

拿到《HBase应用大神：OpenTSDB时序式资料库详解》这本书，我第一时间就被其严谨的内容和精美的排版所吸引。作为一名长期从事大数据平台建设的工程师，OpenTSDB和HBase都是我工作中经常接触到的技术，但一直以来，我对二者结合的理解都停留在比较基础的层面。这本书的出现，无疑为我打开了一扇新的大门。 书中对于OpenTSDB核心组件的解析，可以说是鞭辟入里，我尤其对作者对TSD (Telemetry Data Server) 和 Meta Store 的工作原理的剖析印象深刻。作者并没有止步于表面的功能介绍，而是深入挖掘了其内部机制，以及如何通过调整配置参数来优化其性能。这对于我这样需要进行深度定制和性能调优的工程师来说，非常有价值。 更让我惊喜的是，书中详细讲解了如何利用HBase作为OpenTSDB的后端存储，并提供了许多实用的技巧和最佳实践。从HBase表结构的优化，到数据写入和查询的性能瓶颈分析，再到在大规模集群下的运维管理，书中都给出了详尽的指导。我曾经在实际工作中遇到过一些HBase存储时序数据时的性能问题，读完这本书，我恍然大悟，很多困扰我的问题都找到了清晰的解决方案。 这本书的语言风格也相当不错，作者在保持技术严谨性的同时，也用生动形象的比喻和贴近实际的案例，让复杂的概念变得易于理解。我感觉自己不仅仅是在阅读一本技术书籍，更像是在与一位经验丰富的大神进行面对面的交流和指导。

评分☆☆☆☆☆

长期以来，我一直在寻找一本能够深入讲解OpenTSDB与HBase结合的权威书籍，直到我遇到《HBase应用大神：OpenTSDB时序式资料库详解》。这本书的出现，为我解决了许多在时序数据存储与管理方面遇到的难题，让我受益匪浅。 书中对OpenTSDB数据模型的深入剖析，以及如何将其映射到HBase的Row Key设计中，是我认为最精彩的部分之一。作者详细讲解了不同时间粒度、不同指标维度下的Row Key设计策略，以及这些设计如何影响数据的写入性能和查询效率。这对于我来说，是一次醍醐灌顶的体验，让我能够从根本上理解时序数据在HBase中的存储逻辑。 此外，书中关于OpenTSDB在HBase上的性能调优，提供了许多实用的方法和技巧。从HBase的Region划分、Compaction策略，到OpenTSDB的写入队列、缓存机制，作者都进行了详细的讲解，并给出了具体的配置建议。这对于我这样需要在大规模生产环境中部署和运维OpenTSDB的用户来说，无疑是宝贵的财富。 我特别欣赏书中对于OpenTSDB监控和告警机制的阐述。在一个高可用、高并发的时序数据库系统中，及时的监控和有效的告警是保障系统稳定运行的关键。这本书在这方面提供了非常详尽的指导，包括如何集成Prometheus、Grafana等监控工具，以及如何设置合理的告警规则。读完这本书，我感觉自己对OpenTSDB的理解更加全面和深入，也更有信心将其应用到更具挑战性的项目中。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我很少对技术书籍写评价，但《HBase应用大神：OpenTSDB时序式资料库详解》这本书，真的让我产生了写点什么的想法。作为一名在金融交易领域摸爬滚打多年的数据工程师，我深知时序数据的重要性，也经历过处理海量时序数据时遇到的各种痛点。过去，我们尝试过很多方案，但总觉得不够理想。在接触到OpenTSDB后，我看到了希望，但真正将其落地，并且在生产环境中稳定运行，却遇到了不少挑战。 这本书就像及时雨，它不仅系统地介绍了OpenTSDB的核心概念、架构设计和关键技术，更重要的是，它深入地剖析了OpenTSDB与HBase的集成细节。作者的讲解非常到位，从HBase的数据模型如何适配OpenTSDB的写入模式，到如何优化HBase的存储参数以应对高并发的时序数据写入，再到如何设计高效的查询语句以快速检索所需数据，书中都有非常详尽的阐述和实战指导。 我尤其喜欢书中关于数据聚合、预计算和数据保留策略的章节。这些都是时序数据库在实际应用中非常关键的环节，但很多书籍都一带而过。这本书却对此进行了深入的讲解，并提供了可行的解决方案。读完这本书，我感觉自己对OpenTSDB的理解从“会用”提升到了“精通”，也更有信心能够将OpenTSDB应用到更复杂的业务场景中，解决更多实际问题。