HDFS总结

一、简介

1.什么是HDFS?

利用网络将文件存储在多个主机上

2.特点

1)流数据读写:HDFS目标是处理批量数据,为了提高数据吞吐量,采用流数据的读取方式;

2)简单一致的文件模型:一次写入、多次读取的简单模型,文件一次写入,之后只能读取;

3)超大规模数据集:可以存储PB级别的数据;

4)高可用性:可以自动检测硬件故障,并自动恢复;

3.基本概念

1)数据块

默认块的大小为64M,大于一般的文件系统,目的是最小化寻址空间。但是由于mapreduce一次只能处理一个数据块,块太大时会影响map任务的数量,降低并行处理速度。

数据分块有一下几个好处:第一、文件大小可以大于任一磁盘的大小;第二、简化系统设计,计算每个磁盘可以存储多少个块就好了;第三、方便数据备份

2)命名空间

HDFS中文件存储的命名空间包含目录、文件和块(普通文件系统只有目录和块)。

3)namenode

一个HDFS集群中只有一个namenode,该节点负责管理该集群的命名空间(不太好理解),包括两个文件 FsImage和EditLog(这个永久存储在本地磁盘)。其中FsImage维护系统文件树及文件夹中所有的文件和文件夹元数据(只涉及文件夹和文件);EditLog负责记录所有对文件的创建、删除、重命名等操作。namenode中还存储了文件中各个块的存储位置,但不是永久存储,而是在每次HDFS启动时由datanode创建,通知namenode保存.

4)datanode

负责数据的存储和读取,定期向namenode发送自己所存储的块的列表。

二、实践

1.利用shell进行交互

在HDFS中文件是以块的形式存储在本地linux文件系统中,没有绝对路径(即cd命令不可用),是相对路径,相对于当前用户的路径,比如hadoop fs -ls a/xx 访问的是相对于当前用户(/user/lpq)的相对路径,如果写完整就是/user/lpq/a/xx

1)启动hadoop

格式化namenode的命令:  hdfs namenode -format

启动hdfs:   start-dfs.sh 

2) hdfs文件系统的根路径是"/"

hadoop fs -mkdir /input

hadoop fs -ls /
Found 1 items
drwxr-xr-x   - lpq supergroup          0 2016-10-10 23:04 input

 

2.利用java API交互

1)写入文件

public static void main(String[] args) {

		// TODO Auto-generated method stub

		try{
			//设置hdfs的配置文件中配置节

			Configuration conf=new Configuration();

			//为什么去掉下面的两行就不行

			conf.set("fs.defaultFS","hdfs://localhost:9000" );

			conf.set("fs.hdfs.impl", "org.apache.hadoop.hdfs.DistributedFileSystem");

			//1.利用设置的配置文件来实例化FileSystem

			FileSystem fs =FileSystem.get(conf);

			byte[] buffer="Hello world!".getBytes();

			String Filename="test";
	//设置HDFS的输入流

			FSDataOutputStream os=fs.create(new Path(Filename));

			//写入数据

			os.write(buffer,0,buffer.length);

			System.out.println("creat "+Filename);

		        os.close();

			fs.close();

		}

		catch(Exception e){

			e.printStackTrace();

		}

	}
}

2)读取文件


 

package chapter3;

import java.io.BufferedReader;

import java.io.InputStreamReader;


import org.apache.hadoop.conf.Configuration;

import org.apache.hadoop.fs.FileSystem;

import org.apache.hadoop.fs.Path;

import org.apache.hadoop.fs.FSDataInputStream;


public class Chapter3_2 {

	public static void main(String[] args) {

		try{

			Configuration conf=new Configuration();

			conf.set("fs.defaultFS","hdfs://localhost:9000" );

			conf.set("fs.hdfs.impl", "org.apache.hadoop.hdfs.DistributedFileSystem");

			FileSystem fs = FileSystem.get(conf);

			Path file=new Path("test");

			FSDataInputStream is=fs.o
### HDFS 知识点总结 #### 1. **HDFS 的基本概念** Hadoop分布式文件系统 (HDFS) 是一种专为通用硬件设计的分布式文件系统,具有高容错性和可扩展性特点[^1]。它的主要目标是通过廉价硬件提供可靠的数据存储服务。 #### 2. **HDFS 的核心组件** - **NameNode**: 负责管理文件系统的命名空间和元数据。它将文件系统的元数据存储在内存中,并响应客户端的读写请求[^2]。 - **DataNode**: 实际存储数据块的节点,负责执行数据的实际读写操作并定期向 NameNode 报告其状态。 #### 3. **HDFS 数据存储机制** HDFS 将大文件分割成固定大小的小块(Block),默认情况下,在 Hadoop 1.x 中 block 大小为 64MB,而在 Hadoop 2.x 中则增加到 128MB[^4]。这些 blocks 可以分布在集群的不同 DataNodes 上,从而实现负载均衡和冗余备份。 #### 4. **HDFS 容错能力** 为了提高可靠性,HDFS 对每一个文件都会创建多个副本,默认复制因子为三份[^1]。这意味着即使某些物理设备发生故障,只要还有其他地方存在该文件的有效拷贝就可以恢复丢失的信息。 #### 5. **HDFS 性能优化策略** - 放宽 POSIX 标准限制以便于更高效的批量处理任务需求[^1]. - 提供高吞吐量的数据访问路径特别适用于大规模数据分析场景. #### 6. **HDFS 元数据管理** HDFS 使用 FSImage 和 EditLog 来持久化保存整个文件系统的状态信息以及每次修改记录。FSImage 表示当前时刻完整的文件系统镜像;EditLogs 则记录自上次检查点以来发生的变更日志条目集合[^4]. #### 7. **HDFS 文件写入流程概述** 当客户端上传新文件至 HDFS 时: 1. 首先联系 Namenode 获取分配的目标 Datanodes 地址; 2. 接下来按照预定义好的 Block Size 进行分片传输给指定的一系列 Datanodes ; 3. 最终确认所有 Blocks 已经安全落地之后才会结束此次事务提交过程.[^5] --- ### 示例代码展示如何设置 HDFS 块大小 如果需要调整 HDFS 默认块大小可以在 `hdfs-site.xml` 配置如下参数: ```xml <configuration> <!-- 设置 HDFS 块大小 --> <property> <name>dfs.blocksize</name> <value>134217728</value> <!-- 单位字节(这里表示128M)--> </property> </configuration> ``` ---
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