HDFS读写过程简析

1、HDFS读文件过程

• HDFS客户端(client)用DistributedFileSystem的open()函数打开文件
• 对于文件，DistributedFileSystem用RPC调用元数据节点，得到文件的数据块信息。
• 对于每一个数据块，元数据节点返回保存数据块的数据节点的地址。
• DistributedFileSystem返回FSDataInputStream给客户端，用来从DataNode读取数据。

 

• HDFS客户端(client)调用FSDataInputStream的read()函数开始读取数据。
• FSDataInputStream中封装DFSInputStream，DFSInputStream连接保存此文件第一个数据块的最近的数据节点，调用DFSInputStreamData的read()函数从数据节点DataNode读数据到客户端(client)
• 当此数据块读取完毕时，DFSInputStream关闭和此数据节点的连接，然后连接距此文件下一个数据块的最近的数据节点。
• 当客户端读取完文件的所有数据块时，调用FSDataInputStream的close函数。

2.2、写文件的过程

• 客户端(client)用DistributedFileSystem的create()函数来创建文件
• DistributedFileSystem用RPC调用元数据节点，在文件系统的命名空间中创建一个新的文件。
• 元数据节点首先确定文件原来不存在，并且客户端有创建文件的权限，然后创建新文件。
• DistributedFileSystem返回DFSOutputStream，客户端用于写数据。

 

• 客户端开始写入数据，DFSOutputStream将数据分成块，写入data queue。
• Data queue由Data Streamer读取，并通知元数据节点分配数据节点，用来存储数据块(每块默认复制3块)。分配的数据节点放在一个pipeline里。
• Data Streamer将数据块写入pipeline中的第一个数据节点。第一个数据节点将数据块发送给第二个数据节点。第二个数据节点将数据发送给第三个数据节点。
• DFSOutputStream为发出去的数据块保存了ack queue，等待pipeline中的数据节点告知数据已经写入成功。
• 如果数据节点在写入的过程中失败：
  • 关闭pipeline，将ack queue中的数据块放入data queue的开始。
  • 当前的数据块在已经写入的数据节点中被元数据节点赋予新的标示，则错误节点重启后能够察觉其数据块是过时的，会被删除。
  • 失败的数据节点从pipeline中移除，另外的数据块则写入pipeline中的另外两个数据节点。
  • 元数据节点则被通知此数据块是复制块数不足，将来会再创建第三份备份。
• 当客户端结束写入数据，则调用stream的close函数。此操作将所有的数据块写入pipeline中的数据节点，并等待ack queue返回成功。最后通知元数据节点写入完毕。

   注： dataqueue：将要将要写入的文件的分块数据存放于此

          pipeline：将要写入的数据节点（DataNode）列表

          ackqueue：将已经写入的数据块存放于此