Hadoop RPC

Hadoop RPC详解
本文介绍了RPC的基本概念及其在Hadoop中的应用。详细解释了RPC的工作原理,并深入剖析了Hadoop RPC的具体实现机制。
第一部分:什么是RPC
         RPC (Remote Procedure Call Protocol) – 远程过程协议调用 。通过 RPC 我们可以从网络上的计算机请求服务,而不需要了 解底层网络协议。 Hadoop 底层的交互都是通过 rpc 进行的。例 如: datanode 和 namenode tasktracker 和 jobtracker secondary namenode 和 namenode 之间的通信都是通过 rpc 实 现的。
RPC 模式
         RPC 采用客户机 / 服务器 模式 。请求程序就是一个客户机, 而服务提供程序就是一个服务器。首先,客户机调用进程发送 一个有进程参数的调用信息到服务进程,然后等待应答信息。 在服务器端,进程保持睡眠状态直到调用信息的到达为止。当 一个调用信息到达,服务器获得进程参数,计算结果,发送答 复信息,然后等待下一个调用信息,最后, 客户端 调用进程接 收答复信息,获得进程结果,然后调用执行继续进行。
工作原理
          运行时 , 一次客户机对服务器的 RPC 调用 , 其内部操作大致有如下十步:
1. 调用客户端句柄;执行传送参数
2. 调用本地系统内核发送网络 消息
3. 消息传送到远程 主机
4. 服务器句柄得到消息并取得参数
5. 执行远程过程
6. 执行的过程将结果返回服务器句柄
7. 服务器句柄返回结果,调用远程系统内核
8. 消息传回 本地主机
9. 客户句柄由内核接收消息
10. 客户接收句柄返回的数据
第二部分:Hadoop的RPC机制
Hadoop PRC
•Hadoop RPC在整个Hadoop中应用非常广泛,Client、DataNode、NameNode之间的通讯全靠它了。
         举个例子,我们平时操作HDFS的时候,使用的是FileSystem类,它的内部有个DFSClient对象,这个对象负责与NameNode打交道。 在运行时,DFSClient在本地创建一个NameNode的代理,然后就操作这个代理,这个代理就会通过网络,远程调用到NameNode的方法,也 能返回值。
•Hadoop RPC 位于org.apache.hadoop.ipc
•Hadoop RPC = 动态代理 + 定制好的二进制流
•分为Server与Clinet端
服务端流程
•Listener线程监视RPC Client发送过来的数据。
•当有数据可以接收时,调用Connection的readAndProcess方法。
• Connection边接收边对数据进行处理,如果接收到一个完整的Call包,则构建一个Call对象。PUSH到Call队列中,由Handler线程来处理Call队列中的所有Call。
•Handler线程监听Call队列,如果Call队列非空,按FIFO规则从Call队列取出Call。
•将Call交给RPC.Server处理。
•借助JDK提供的Method,完成对目标方法的调用,目标方法由具体的业务逻辑实现。
•返回响应。Server.Handler按照异步非阻塞的方式向RPC Client发送响应,如果有未发送出的数据,则交由Server.Responder来完成。              
 
 
### Hadoop RPC 工作机制 Hadoop RPC(远程过程调用)是一种允许不同节点之间相互通信的技术,主要用于分布式文件系统的操作。通过这种技术,客户端可以像本地方法一样调用服务器端的方法。 #### 建立连接 当Hadoop客户端向NameNode发起RPC请求时,首先要建立到服务端的Socket连接[^3]。这一阶段涉及到网络地址解析和服务端口定位等工作。为了提高效率并减少开销,通常会采用长连接的方式保持一段时间内的多次交互而不必每次都重新创建新的TCP链接。 #### 序列化与反序列化 数据在网络上传输之前需要被转换成字节流形式,即所谓的“序列化”。而在接收方则要执行相反的操作——把收到的数据还原回原始对象结构,这称为“反序列化”。对于Hadoop而言,其内部实现了自定义的Writables接口来支持高效的数据交换格式[^1]。 #### 请求处理流程 一旦建立了稳定可靠的通信链路之后,接下来就是实际的消息传递环节了: - 客户端发送带有参数的具体命令给目标机器上的指定程序; - 对应的服务进程接收到消息后依据协议规定解析出意图,并据此做出响应动作; - 执行完毕后再将结果封装好返回给发出指令的一方; 整个过程中还包含了错误检测、超时控制等功能以确保可靠性[^2]。 ```java // 创建代理实例用于访问远程服务 InetSocketAddress addr = new InetSocketAddress("localhost", port); MyProtocol proxy = RPC.getProxy(MyProtocol.class, MyProtocol.versionID, addr, conf); // 调用远程方法 long result = proxy.myMethod(param1,param2); ``` 上述代码展示了如何使用`RPC.getProxy()`函数获取一个能够代表远端实体的对象引用,进而可以通过它来进行跨主机边界的方法调用。 ### 解决方案针对常见问题 - **性能瓶颈** 如果发现系统吞吐量不足或者延迟过高,则可能是由于频繁地打开关闭socket造成的资源浪费所致。此时应该考虑调整配置项使得尽可能多地重用已存在的连接而不是每次都要新建断连。 - **版本不兼容** 当遇到因API变更引起的老版客户端无法正常工作的情况时,建议引入向前/向后的兼容策略,比如保留旧签名的同时增加新特性标记位以便区分不同的行为模式。 - **安全性隐患** 面对潜在的安全威胁如中间人攻击等问题,务必启用SSL/TLS加密传输通道并对所有入站流量实施严格的认证授权措施防止未授权访问发生。
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