Hadoop源码分析之NameNode的启动与停止

在前面几篇文章中已经分析完了IPC的调用的大致过程，接下来分析NameNode节点的工作过程

NameNode节点在HDFS文件系统中只有一个实例，它提供了与多个DataNode实例一起组成了HDFS系统。NameNode节点主要功能是维护着HDFS文件中两个重要的关系：

1. HDFS文件系统的文件目录树，文件的数据块索引（即每个文件对应的数据块列表），
2. 数据块和DataNode节点的对应关系（即一个数据块的多个副本分别保存在哪些DataNode节点上）。

其中HDFS目录树、元信息和数据块索引等信息会持久化到磁盘上，保存在命名空间镜像和编辑日志中。数据块和数据节点的对应关系则在NameNode节点和DataNode节点启动后，由DataNode节点上报给NameNode节点。NameNode节点通过接收数据节点的注册、心跳和数据块提交等信息来管理DataNode节点。NameNode节点会通过发送数据块复制、删除、恢复等NameNode节点指令来操作数据块，此外，NameNode节点还为客户端对文件系统目录树的操作和对文件数据读写以及对HDFS系统进行管理提供了支持。

NameNode的启动

在org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.NameNode.java文件中有个main函数，也就是启动NameNode节点的入口函数。NameNode类的main函数中通过方法createNameNode()创建了一个NameNode对象，然后就调用NameNode.join()函数等待NameNode停止。main()函数代码如下：

public static void main(String argv[]) throws Exception {
    try {
      StringUtils.startupShutdownMessage(NameNode.class, argv, LOG);
      NameNode namenode = createNameNode(argv, null);
      if (namenode != null)
        namenode.join();
    } catch (Throwable e) {
      LOG.error(StringUtils.stringifyException(e));
      System.exit(-1);
    }
  }

NameNode.join()函数就是调用NameNode.server成员变量的join方法，而NameNode.server成员变量是一个Hadoop IPC中讨论的RPC.Server对象，最终就调用了RPC.Server.join()方法。RPC.Server.join()方法也很简单，就是判断Server.runnning变量是否为true，如果running为true，说明这个IPC服务还在运行，就进入等待(wait()函数)。通过上面的分析可以知道，NameNode对象创建成功之后就可以为其他对象提供服务了，直到调用了NameNode的stop()方法，这部分代码比较简单，就不贴出来了。还有一点要注意的是NameNode的成员变量中有两个RPC.Server对象，一个是server，另一个是serviceRpcServer，其中server用于处理客户端的调用，serviceRpcServer用于处理HDFS内部的通信服务，如Datanode节点的调用。

NameNode类的main()方法中，最重要的就是NameNode namenode = createNameNode(argv, null);这行代码，通过这行代码创建了一个NameNode对象。下面以createNameNode()方法为入口来分析NameNode节点的启动过程。createNameNode()函数的代码如下：

  public static NameNode createNameNode(String argv[], 
                                 Configuration conf) throws IOException {
    if (conf == null)
      conf = new Configuration();
    StartupOption startOpt = parseArguments(argv);
    if (startOpt == null) {
      printUsage();
      System.exit(-