HBase排查｜HMaster无法成为Active异常分析

故障描述

1.1发生背景

很久很久以前，有一天，我在HBase中新建了一张表 “XXX: XXX _EXCEPTION_LIST_INFO”，同时HBase在处理大量更新操作。然后在DROP掉表XXX: XXX_EXCEPTION_LIST_INFO时，HBase Master就宕机。

之后通过CM重新启动后HBase服务，服务重启后发生如下两个错误，导致HBase集群无法正常恢复：（1）HMaster节点自动Active失败；（2）大量Region出现offline和RIT。

1.2现象描述

HA HMaster节点启动了，过一段时间Active HBase Master节点自动失败（大概3~5分钟）。因为集群采用了HA高可用，因此Standby HBase Master节点自动切换为Active。再过差不多相同时间，该节点也自动失败。

查看Master节点的日志报错如下

Failed to become active master java.io.IOException: Timedout 300000ms waiting for namespace table to be assigned

Master Web UI上显示处于RIT的Region

Master状态页告警信息：

Found regions staying in transition state for a duration longer than the configured threshold in HBase.

故障分析处理

1.Master的日志报错：Timeout 300000ms waiting for namespace table to be assigned.表示namespace表未分配，并且超过设置的时间阈值。在HBase的设计中，Master启动时首先分配meta表，然后再分配其它表。系统表hbase:namespace和其它用户表分配时同等对待，并没有先分配系统表再分配用户表，如果一个集群region非常多，默认300000ms（5分钟）还分配不到namespace表，此时需要修改hbase.master.namespace.init.timeout超时时间。

2.根据此时情况，通过CM在“hbase-site.xml的HBase服务高级配置代码段（安全阀）”中增加以下配置：

<property>
<name>hbase.master.namespace.init.timeout</name>
<value>86400000</value>
</property>
<property>
<name>hbase.master.initializationmonitor.timeout</name>
<value>86400000</value>
</property>

即增加namespace表分配超时时间为1天。

修改完成之后重启HBase服务，这里选择滚动重启HBase时RegionServer无法重启，所以选择完成重启HBase服务。

3.重启完成后，Master依然告警：Found regions staying in transition state for a duration longer than the configured threshold in HBase.，但服务并未宕掉，Master告警提示的原因是在HBase Master启动时，检测到有Region长时间处于RIT状态（超过阈值）。

查看Master日志如下

大量Region处于PENDING_OPEN状态，Master检测到RIT，

查看Zookeeper中的/hbase/region-in-transition，也可以看到大量的Region。

说明：每次HBase Master对Region的一个OPEN或一个CLOSE操作都会向Master 的RIT列表中插入一条记录，因为Master对Region的操作要保持原子性。Region的 OPEN和 CLOSE是通过HBase Master和 RegionServer 协助来完成的。为了满足这些操作的协调、回滚、一致性，HBase Master采用了 RIT 机制并结合Zookeeper 中znode状态来保证操作的安全和一致性。

Region有以下几种状态：

• OFFLINE：region is in an offline state

• PENDING_OPEN：sent rpc to server to open but has not begun

• OPENING：server has begun to open but not yet done

• OPEN：server opened region and updated meta

• PENDING_CLOSE：sent rpc to server to close but has not begun

• CLOSING：server has begun to close but not yet done

• CLOSED：server closed region and updated meta

• SPLITTING：server started split of a region

• SPLIT：server completed split of a region

在注册为active的Master Web UI上查看已上线的Region数如下：

4.经确认HBase未使用replication后，选择重建Znode的方式进行测试：

a.停止HBase服务

b.使用hbase zkcli命令进入ZK客户端

c.执行rmr /hbase清除/hbase

d.重启HBase服务，此时/hbase会重新生成

5.但是重启完之后问题依然存在，再次查看Master日志发现如下信息：

6.查看RegionServer的日志，可以看到频繁出现以下错误：

由上可以看出索引表的Region is not online，查看RegionServer Web UI发现RPC线程一直处于Initializing Region的Replaying edits阶段，并且在等待一个小时时间后依然未完成。因此分析原因为Phoenix索引表的Region不能online，导致数据表的Region构建进程卡住，但是这些构建进程占用了openregion线程（默认3个），导致索引表不能正常openregion，产生死锁。

因此需要调整hbase.regionserver.executor.openregion.threads参数以增加openregion线程数。

7.通过CM在“hbase-site.xml的HBase服务高级配置代码段（安全阀）”中增加以下配置：

<property>
<name>hbase.regionserver.executor.openregion.threads</name>
<value>200</value>
</property>

即增加Region分配线程数至200个，然后再次重启HBase服务

重启HBase服务， HBase Master仍有告警信息，但在Active Master Web UI上可以看到上线的Region数量在增加，同时RIT中的Region数量在减少。稍等片刻后HBase服务恢复正常。

经测试HBase可以正常提供服务，数据无丢失。

处理结论

1.HBase Master在启动时会首先分配meta表的Region，然后再分配其它表。namespace表和user表分配时同等对待，并没有先分配系统表再分配用户表，如果一个集群Region非常多，默认300000ms（5分钟）有可能还分配不到namespace表，此时抛出异常：Failed to become active master java.io.IOException: Timedout 300000ms waiting for namespace table to be assigned。此时需要调整参数hbase.master.namespace.init.timeout增加超时时间。

2.分布式死锁发生在使用Phoenix（4.14.1）构建二级索引，并且数据表、二级索引表的Region数量适中的集群中。当RegionServer打开Phoenix数据表的一个Region时，它将为该Region执行WAL重播，并重新构建二级索引表，而数据表的Region分配依赖于二级索引表。默认情况下每个RS上只有一个线程池，包含三个openregion线程。而二级索引表和数据表共用同一个线程池。因此，当Phoenix数据表的Region的这些重建进程占用了openregion线程时，二级索引表就只能进入队列等候，其Region就不能online。这就是死锁发生的原因。

解决方式可以在hbase-site.xml中修改以下参数：

1)设置hbase.master.startup.retainassign为false（默认为true）

2)增加hbase.regionserver.executor.openregion.threads 的值（默认为3），然后重启集群解决。

如果还是出现同样问题，可以调优以下分配管理器参数，以匹配Region的数量，从而加快分配速度：

• hbase.assignment.threads.max：线程池大小，默认值30

• hbase.master.namespace.init.timeout：默认值300000ms

• hbase.master.wait.on.regionservers.mintostart：向HMaster汇报的RegionServer的数量最小启动值，默认值1

• hbase.bulk.assignment.threshold.regions：Region数量超过阈值（默认值7），使用bulk assign

• hbase.bulk.assignment.threshold.servers ：Server数量超过阈值（默认值3），使用bulk assign

参考链接：

https://issues.apache.org/jira/browse/PHOENIX-3072

https://issues.apache.org/jira/browse/HBASE-16095

https://docs.cloudera.com/documentation/enterprise/release-notes/topics/cdh_rn_phoenix_ki.html#concept_xdx_1wq_dq