前言

在Hadoop内部，详细实现了很多类的文件系统，当然最最被我们用到的就是他的分布式文件系统HDFS了。

可是本篇文章不会讲HDFS的主从架构等东西，由于这些东西网上和资料书中都讲得非常多了。

所以，我决定以我个人的学习所得。来讲讲HDFS内部的一些有意思的东西，也作为一个起始点。为兴许继续深入当中模块的学习做基础。

HDFS两大主流关系模块

• 与NameNode相关，文件系统元数据操作相关。包含文件文件夹树，每一个文件对于数据块列表，fsImgae镜像文件和editlog编辑日志在维护整个集群元数据的时候的各种操作。

• 与DataNode相关。指的就是数据块与数据节点的相应关系，通俗的理解就是某个数据块保存在哪些数据节点上。里面事实上会涉及到非常多操作，包含block副本复制，损坏块删除。租约机制等等。

第一关系模块(NameNode相关)

涉及的类

INode

Hadoop也相同用了相似linux文件系统中的i-node的概念，即索引节点。

INode是一个抽象类。后面的INodeDirectory以及INodeFile都是他的子类。这样就能够做到保持一些共同拥有的属性。

INodeDirectory,INodeFile

• 经常用法：
  • INodeDirectory.removeChild()

FSImage

• 命名空间镜像类,以下是经常使用的方法
  • FSImage.saveFSImage()–讲当前时刻的命名空间镜像，保存文件里
  • FSImage.loadFSImage()–读取镜像文件里的数据。恢复元数据

FSEditLog

• 编辑日志类。以下是经常用法
  • FSEditLog.logEdit()–写入日志记录操作。
  • FSEditLog.logSync()–同步日志记录操作。
  • FSEditLog.rollEditLog()–用于第二名字节点上载新命名空间镜像。

FSDirectory

• HDFS引入FSDirectory作为门面，处理各种操作，然后分派到子系统中的各个对象中。经常用法
  • getFileInfo()–获取文件状态信息
  • setOwner()–改动文件主标识符和用户组标识符

第二关系模块(DataNode相关)

Block数据块相关类

• BlocksMap–数据块映射，名字节点上数据块的元数据
• DatanodeDescriptor–数据节点描写叙述符，名字节点对数据节点的抽象
• BlockInfo-BlocksMap,保存数据节点的信息

数据节点管理

• refreshNodes()–会读取dfs.hosts.exclude，include配置的信息。
• registerDatanode–数据节点注冊
• DataNode.offerService()–数据节点利用循环向名字节点发送信息。

网络结构

• 相关类NetworkTopology，经常用法：

  • getDistance()–计算网络距离
  • isOnSameRack()–推断节点是否属于同一机架上

• DNSToSwitchMapping–此接口用于主机到网络位置的转换

数据块管理

• 相关类主要为FSNameSystem,经常用法：
  • FSNameSystem.addStoreBlock()–加入数据块副本
  • blockReceived()–数据块提交方法，数据节点成功接收到一个数据块后，必须使用此方法向名字节点提交数据块信息。

读取数据方法

• getBlockLocations()–读取数据前须要定位数据的位置，返回LocatedBlock对象实例
• reportBadBlocks()

租约

• 简单的说，租约是名字节点给予租约持有者在规定时间内对文件的使用权限。
  • LeaseManager.Lease 租约持有者的信息，就是client。
  • LeaseManager.add()–在租约管理器中加入打开文件的信息。
  • FSNamesystem.checkLease()–租约检查操作。为追加数据打开文件。加入。放弃数据块或关闭文件的时候，都须要对被操作的文件进行租约检查。
  • LeaseManager.renewLease()–通过更新Lease.lastUpdate的值来维护租约。
  • LeaseManager.Monitor–这是一个内部类。Monitor类实现了runnable接口，定期进行租约检查。

安全模式

• SafeMode安全模式是HDFS的一个仅仅读的视图模式，全部的更新操作都会检验一次是否处于安全模式，相关类以及方法
  • SafeModeMonitor–安全模式的检查线程实现类。
  • canLeave()–推断内部的reached变量的值
  • setSafeMode()

參考文献

《Hadoop技术内部–HDFS结构设计与实现原理》.蔡斌等