云计算(二)HDFS读取文件的具体过程

云计算(二)
这一篇主要来概括的介绍一下HDFS读取文件的具体过程。

一:预备知识:
在HDFS中namenode存储元数据,他的数据量并不是很大,但是在逻辑上却比Datanode的压迫复杂的多,一个具体的文件被拆分成了多个文件数据,存储在多个Datanode上,每个数据块文件在Datanode上都表现为一对文件,一个是真正的数据的文件,一个是附加的信息的元数据文件。因为是分布式的嘛,更何况还是把文件切成块了,所以必须得保存一些重要的信息,否则这些零散的文件块就没办法组织起来了嘛,这个似乎好理解。
二:服务器之间的通信。
必然的是,他们肯定是基于TCP/IP协议进行的通信啊,只是作为一个大的分布式系统来说,再想一想我们初学Java通信的时候讲到过,通信就必须涉及到通信协议的问题,不然程序无法规范的发送数据,对方也是是无法解读发来的信息的啊,于是,Hadoop内部就设计了一整套的一大推通信协议,每一对服务器之间的通信协议都被设计成了一个接口,在独立的线程中调用RPC请求。


好!进入正题
一:HDFS的读文件的机制。
Client用get()方法获得一个HDFS的一个实例(DistributedFileSystem类型数据实例)
该实例(client)用FileSystem的open()函数打开文件
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,用来读取数据。
客户端调用stream的read()函数开始读取数据。
DFSInputStream连接保存此文件第一个数据块的最近的数据节点。
Data从数据节点读到客户端(client)
当此数据块读取完毕时,DFSInputStream关闭和此数据节点的连接,然后连接此文件下一个数据块的最近的数据节点。
当客户端读取完毕数据的时候,调用FSDataInputStream的close函数。
在读取数据的过程中,如果客户端在与数据节点通信出现错误,则尝试连接包含此数据块的下一个数据节点。
失败的数据节点将被记录,以后不再连接。



二:HDFS写入文件的机制
客户端调用create()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,元数据才会记录数据块的信息。



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