HDFS之文件读、写流程

我们通过命令bin/hdfs dfs -cat /xxx.log查看一个文件的时候,对于NN、DN之间的操作我们是无感知的,具体中间都发生了什么,下面来简单描述一下。

读操作

hdfs-read
操作步骤:
1、Client通过FileSystem.open(filePath)方法,去与NameNode进行RPC通信,返回该文件的部分或全部的block列表(也包含该列表各block分布在DataNode地址的列表),返回FSDataInputStream对象;
2、Client调用FSDataInputStream对象的read()方法
2.1)、去与第一块的最近的DataNode进行read,读取完后,会check,假如successful,会关闭与当前DataNode通信;(假如check fail,会记录失败的块+DataNode信息,下次就不会读取;然后会去该快的第二个DataNode地址读取)
2.2)、然后去第二个块的最近的DataNode上进行读取,check后,会关闭与此DataNode的通信;
2.3)、如果block列表读取完了,文件还未结束,那么FileSystem会从NameNode获取下一批的block的列表。(读操作对于Client端是透明的,感觉就是连续的数据流)
3、Client调用FSDataInputStream.close()方法,关闭输入流。

写操作

综合描述:
客户端要向HDFS写数据,首先和NameNode通信,确认可以写文件并获得接受文件block的DataNode,然后客户端按顺序将文件逐个block上传给相应的DataNode,并由接受到block的DataNode负责向其他DataNode复制block副本。
hdfs-write
操作步骤:
1、Client调用FileSystem.create(filePath)方法,与NameNode进行RPC通信,check该路径的文件是否存在以及有没有权限创建该文件,如果都ok,就创建一个新文件,但是并不关联任何block,返回一个FSDataInputStream对象;(如果都不ok,就返回错误信息,所以要try-catch);
2、Client调用FSDataInputStream对象的write() 方法,会将第一个块写入第一个DataNode,第一个DataNode写完传给第二个节点,第二个写完传给第三个节点,当第三个节点写完返回一个ack packet给第二个节点,第二个返回一个ack packet给第一个节点,第一个节点返回ack packet给FSDataInputStream对象,意思标识第一个块写完,副本数为3,剩余的block依次这样写;
3、当向文件写入数据完成后,Client调用FSDataIputStream.close()方法,关闭输出流,flush缓存区的数据包;
4、再调用FileSystem.complete()方法,告诉NameNode节点写入成功。

Hadoop Distributed File System (HDFS)是一个专为大数据集设计的分布式文件系统,它在Apache Hadoop项目中扮演核心角色。HDFS文件读写流程大致包括以下几个步骤: 1. **客户端发起请求**:用户通过Hadoop API或其他支持库向HDFS集群中的NameNode发起读写操作。 2. **NameNode元数据处理**:NameNode负责整个文件系统的命名空间管理,它接收到请求后,会验证文件是否存在、权限是否允许等,并返回文件所在的DataNode列表。 3. **DataNode分配**:对于入操作,NameNode将文件块进一步分解成更小的数据块,并指定到特定的DataNode存储。对于取操作,它提供参与复制的DataNode位置信息。 4. **数据块传输**:客户端根据NameNode提供的DataNode地址列表,建立连接并分块发送数据。如果是操作,可能会涉及到多个副本之间的数据校验。 5. **接收数据入DataNode**:DataNode作为存储节点,接收客户端的数据或者响应取请求。它们对每个数据块进行独立的处理,可以同时处理多个I/O请求。 6. **数据块复制**:为了提高容错性和可用性,HDFS通常会在不同的DataNode上保存多个数据块的副本。当入完成后,NameNode会更新元数据,记录新的副本位置。 7. **错误检测与恢复**:HDFS定期检查DataNode的状态,如果发现某个数据块丢失,会自动从其他副本恢复。 8. **取确认**:对于操作,客户端在接收完整个文件后,可能会主动询问NameNode确认所有数据块都已经成功取。 9. **断点续传**:对于大文件,如果读写操作中断,HDFS支持断点续传,使得后续操作可以从上次中断的位置继续。
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