hdfs读写文件核心流程详解巧说

偏执的太偏执、 2022-06-05 01:29 171阅读 0赞

**一.hdfs写数据流程（面试重点）![Center][]**

![Image 1][]

1）客户端（fs）向namenode请求上传文件，namenode检查目标文件是否已存在，父目录是否存在。

2）namenode返回是否可以上传。

3）客户端请求第一个 block上传到哪几个datanode服务器上。

4）namenode返回3个datanode节点，分别为dn1、dn2、dn3。

5）客户端请求dn1上传数据，dn1收到请求会继续调用dn2，然后dn2调用dn3，(本质上是一个RPC调用，建立pipeline)将这个通信管道建立完成

6）dn1、dn2、dn3逐级应答客户端

7）客户端开始往dn1上传第一个block（先从磁盘读取数据放到一个本地内存缓存），以packet为单位，dn1收到一个packet就会传给dn2，dn2传给dn3；dn1每传一个packet会放入一个应答队列等待应答

8）当一个block传输完成之后，客户端再次请求namenode上传第二个block的服务器。（重复执行3-7步）

**补充注意：**

1.namenode 实际客户端只上传一个 datanode, 其余两个是 namenode 完成的。让 datenote 自己复制的。然后复制完成以后逐级返回结果给 namenode. 如果 2,3datanode 复制失败，再有 namenode 分配新的 datanode 地址。对于客户端来说默认上传一个 datanode 就可以了，其余的由 datanode 自己复制。

2.datanode 切片是由客户端完成的。 datanode 第二三个副本的上传和第一个上传是异步的。

**二：hdfs读出数据流程**

![Image 1][] ![Image 1][]

![Image 1][] ![Image 1][] ![Center 1][]

![Center 2][]

![Image 1][]

1 ）客户端向 namenode 请求下载文件， ***namenode*** ***通过查询元数据，找到文件块所在的*** ***datanode*** ***地址。***

2 ） **挑选一台** **datanode** **（就近原则，然后随机）服务器，请求读取数据。**

3 ） datanode 开始传输数据给客户端（从磁盘里面读取数据放入流，以 packet 为单位来做校验）。

4 ）客户端以 packet 为单位接收 **，先在本地缓存，然后写入目标文件。**

**三：一致性模型**

1 ） debug 调试如下代码

<table style="border-collapse:collapse; border-width:1px; border-color:rgb(1,1,1); width:541px">    
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left" style="border:1px solid rgb(1,1,1)"> 
    <div style="margin:0mm; text-indent:7mm; min-height:12pt"> 
     <span style="text-indent:7mm; min-height:12pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:'Times New Roman'">@Test</span> 
    </div> 
    <div style="min-height:12pt"> 
     <span style="min-height:12pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:'Times New Roman'">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public void writeFile() throws Exception{ </span> 
    </div> 
    <div style="min-height:14pt"> 
     <span style="min-height:14pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:'Times New Roman'">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;// 1</span> 
     <span style="min-height:14pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:宋体">创建配置信息对象</span> 
    </div> 
    <div style="min-height:12pt"> 
     <span style="min-height:12pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:'Times New Roman'">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Configuration configuration = new Configuration();</span> 
    </div> 
    <div style="min-height:12pt"> 
     <span style="min-height:12pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:'Times New Roman'">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;fs = FileSystem.get(configuration);</span> 
    </div> 
    <div style="min-height:12pt"> 
     <span style="min-height:12pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:'Times New Roman'">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</span> 
    </div> 
    <div style="min-height:14pt"> 
     <span style="min-height:14pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:'Times New Roman'">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;// 2</span> 
     <span style="min-height:14pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:宋体">创建文件输出流</span> 
    </div> 
    <div style="min-height:12pt"> 
     <span style="min-height:12pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:'Times New Roman'">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Path path = new Path("hdfs://hadoop102:8020/user/robot/hello.txt");</span> 
    </div> 
    <div style="min-height:12pt"> 
     <span style="min-height:12pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:'Times New Roman'">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;FSDataOutputStream fos = fs.create(path);</span> 
    </div> 
    <div style="min-height:12pt"> 
     <span style="min-height:12pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:'Times New Roman'">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</span> 
    </div> 
    <div style="min-height:14pt"> 
     <span style="min-height:14pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:'Times New Roman'">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;// 3</span> 
     <span style="min-height:14pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:宋体">写数据</span> 
    </div> 
    <div style="min-height:12pt"> 
     <span style="min-height:12pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:'Times New Roman'">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;fos.write("hello".getBytes());</span> 
    </div> 
    <div style="min-height:14pt"> 
     <span style="min-height:14pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:'Times New Roman'">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; // 4</span> 
     <span style="min-height:14pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:宋体">一致性刷新</span> 
    </div> 
    <div style="min-height:12pt"> 
     <span style="min-height:12pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:'Times New Roman'">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;fos.hflush();</span> 
    </div> 
    <div style="min-height:12pt"> 
     <span style="min-height:12pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:'Times New Roman'">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</span> 
    </div> 
    <div style="min-height:12pt"> 
     <span style="min-height:12pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:'Times New Roman'">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;fos.close();</span> 
    </div> 
    <div style="min-height:12pt"> 
     <span style="min-height:12pt; font-size:10pt; color:rgb(1,1,1); font-family:'Times New Roman'">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;}</span> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

2 ）总结

写入数据时，如果希望数据被其他 client 立即可见，调用如下方法

FsDataOutputStream. hflush ();    // 清理客户端缓冲区数据，被其他 client 立即可见

[Center]: /images/20220605/507ea690fdad4a258bb0946cc18e8dbe.png
[Image 1]: 
[Center 1]: /images/20220605/95ad6ebd763b49e999468f25d5b3d25a.png
[Center 2]: /images/20220605/1be45fda8e964f529287bbf2b0847199.png