HDFS元数据

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2019年05月23日 ⁄ 综合 ⁄ 共 5320字 ⁄ 字号小中大 ⁄ 评论关闭

1、元数据（Metadata）：维护HDFS文件系统中文件和目录的信息，分为内存元数据和元数据文件两种。NameNode维护整个元数据。

HDFS实现时，没有采用定期导出元数据的方法，而是采用元数据镜像文件（FSImage）+日子文件（edits）的备份机制。

2、Block：文件内容而言。

寻路径流程：

路径信息 bocks[] triplets[]

Client ------------》INode---------------------》BlockInfo --------------------------》DataNode。

INode：文件的基本元素：文件和目录

BlockInfo：文件内容对象

DatanodeDescriptor:具体存储对象。

3 、 FSImage和edits的checkPoint。FSImage有2个状态，分别是FsImage和FsImage.ckpt,后者表示正在checkpoint的过程中，上传后将会修改为FSImage文件，同理edits也有两个状态，edits和edits.new。

4、NameNode format情景分析：

遍历元数据存储目录，提示用户是否格式化？(NameNode.java里format函数）

[java]view

 plaincopyprint?

private static boolean format( Configuration conf ,  

                                boolean isConfirmationNeeded )  

      throws IOException {  

    Collection<URI > dirsToFormat = FSNamesystem. getNamespaceDirs(conf );  

    Collection<URI > editDirsToFormat =  

                 FSNamesystem .getNamespaceEditsDirs (conf );  

    for( Iterator< URI> it = dirsToFormat.iterator (); it. hasNext() ;) {  

      File curDir = new File (it .next (). getPath()) ;  

      if (! curDir. exists())  

        continue;  

      if (isConfirmationNeeded ) {  

        System .err .print ("Re-format filesystem in " + curDir + " ? (Y or N) ");  

        if (! (System .in .read () == 'Y')) {  

          System .err .println ("Format aborted in " + curDir );  

          return true ;  

        }  

        while(System .in .read () != '\n') ; // discard the enter-key  

      }  

    }  

    FSNamesystem nsys = new FSNamesystem (new FSImage(dirsToFormat ,  

                                         editDirsToFormat ), conf) ;  

    nsys.dir.fsImage .format ();  

    return false;  

  }

创建元数据内存镜像，包括类FSNamesystem实例化对象，类FSDirectory实例化对象，类FSImage对象，类Edits对象。创建FsNameSystem对象主要完成：BlockManager，FSDirectory对象以及初始化成员变量。FSImage对象主要完成对layoutVersion、namespaceID，CTime赋值为0，实例化FSEditLog。在类FSDirectory，创建了HDFS根目录节点rootDir。

[java]view

 plaincopyprint?

FSNamesystem( FSImage fsImage, Configuration conf ) throws IOException {  

    this. blockManager = new BlockManager (this, conf) ;  

    setConfigurationParameters (conf );  

    this. dir = new FSDirectory(fsImage , this, conf );  

    dtSecretManager = createDelegationTokenSecretManager (conf );  

  }  

  FSImage( Collection< URI> fsDirs , Collection< URI> fsEditsDirs )  

      throws IOException {  

    this() ;  

    setStorageDirectories( fsDirs, fsEditsDirs );  

  }  

 void setStorageDirectories(Collection <URI > fsNameDirs,  

                             Collection< URI> fsEditsDirs ) throws IOException {  

    this. storageDirs = new ArrayList <StorageDirectory >() ;  

    this. removedStorageDirs = new ArrayList <StorageDirectory >() ;  

   // Add all name dirs with appropriate NameNodeDirType  

    for (URI dirName : fsNameDirs ) {  

      checkSchemeConsistency (dirName );  

      boolean isAlsoEdits = false;  

      for (URI editsDirName : fsEditsDirs) {  

        if (editsDirName .compareTo (dirName ) == 0) {  

          isAlsoEdits = true;  

          fsEditsDirs .remove (editsDirName );  

          break;  

        }  

      }  

      NameNodeDirType dirType = (isAlsoEdits ) ?  

                          NameNodeDirType .IMAGE_AND_EDITS :  

                          NameNodeDirType .IMAGE ;  

      // Add to the list of storage directories, only if the  

      // URI is of type file://  

      if(dirName .getScheme (). compareTo( JournalType.FILE .name (). toLowerCase())  

          == 0){  

        this.addStorageDir (new StorageDirectory(new File(dirName. getPath()) ,  

            dirType ));  

      }  

    }  

    // Add edits dirs if they are different from name dirs  

    for (URI dirName : fsEditsDirs ) {  

      checkSchemeConsistency (dirName );  

      // Add to the list of storage directories, only if the  

      // URI is of type file://  

      if(dirName .getScheme (). compareTo( JournalType.FILE .name (). toLowerCase())  

          == 0)  

        this.addStorageDir (new StorageDirectory(new File(dirName. getPath()) ,  

                    NameNodeDirType .EDITS ));  

    }  

  }

对内存镜像数据中的数据结构进行初始化：主要有FSImage的format函数完成，layoutVersion：软件所处的版本。namespaceID：在Format时候产生，当data node注册到Name Node后，会获得该NameNode的NameSpaceID，并作为后续与NameNode通讯的身份标识。对于未知身份的Data Node，NameNode拒绝通信。CTime：表示FSimage产生的时间。checkpointTime：表示NameSpace第一次checkpoint的时间。

[java]view

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public void format () throws IOException {  

   this. layoutVersion = FSConstants .LAYOUT_VERSION ;  

   this. namespaceID = newNamespaceID ();  

   this. cTime = 0L ;  

   this. checkpointTime = FSNamesystem .now ();  

   for (Iterator <StorageDirectory > it =  

                          dirIterator (); it. hasNext() ;) {  

     StorageDirectory sd = it .next ();  

     format (sd );  

   }  

 }

对内存镜像写入元数据备份目录。FSImage的format方法会遍历所有的目录进行备份。如果是FSImage的文件目录，则调用saveFSImage保存FSImage，如果是Edits，则调用editLog.createEditLogFile,最后调用sd.write方法创建fstime和VERSION文件。VERSION文件通常最后写入。

[java]view

 plaincopyprint?

void format(StorageDirectory sd ) throws IOException {  

    sd.clearDirectory (); // create currrent dir  

    sd.lock ();  

    try {  

      saveCurrent (sd );  

    } finally {  

      sd .unlock ();  

    }  

    LOG.info ("Storage directory " + sd. getRoot()  

             + " has been successfully formatted.");  

  }