Hadoop_NameNode_代码分析_FSNameSystem(4)

本文深入解析了Hadoop文件系统的核心组件及其作用,包括defaultPermission、blocksMap、dir、datanodeMap等,同时阐述了数据如何在层次树结构中分布以及机架、数据中心的角色。此外,介绍了Block冗余策略、NameNode方法调用的上下文、getBlockLocations函数、文件创建流程等关键概念。

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(1)FSNameSystem中的defaultPermission是创建文件时的默认设置,缺省用户为fsOwner(可以通过hadoop.job.ugi设置,否则通过whoami获得,缺省用户组为supergroup,缺省权限为0777,可以通过dfs.upgrade.permission修改。blocksMap:保存数据块到INodeDataNode的映射关系。dir:指向系统使用的FSDirectory对象,操作命名空间。datanodeMap :保存了StorageID -> DatanodeDescriptor的映射,用于保证DataNode使用的Storage的一致性。corruptReplicas :保存损坏(如:校验没通过)的数据块到对应DataNode的关系。recentInvalidateSets:保存了每个DataNode上无效但还存在的数据块(StorageID  -> ArrayList<Block>)。excessReplicateMap:保存了每个DataNode上有效,但需要删除的数据块(StorageID -> TreeSet<Block>),这种情况可能发生在一个DataNode故障后恢复后,上面的数据块在系统中副本数太多,需要删除一些数据块。neededReplications:需要进行复制的Block,多优先级队列。pendingReplications:保存正在被复制的Block,有一个线程检查复制超时的block,并把这些block放入成员timeOutItems中,超时的复制项在FSNamesystemprocessPendingReplications方法中被删除,并从新复制。

(2)Hadoop使用层次树的方式定义节点的物理位置,叶子节点作为一个数据节点,内部节点可能是一个数据中心(datacenter)或者是一个机架(rack),Node接口含有节点名和位置名,节点名使用hostname+port,比如某个节点在dog数据中心的orange机架上,那么节点的位置名就是/dog/orange,类似文件目录的命名。Hadoop中机架是最深的内部节点,机架的孩子都是叶子。getDistance返回两个Node之间的距离,Node到其父亲节点的距离定义为1,返回两个节点到最近公共祖先的距离和(因为节点上保留了层次信息,所以容易实现)。

chooseRandom接受两个String表示选择范围和排除范围,在指定范围内随机选择一个节点。DNSToSwitchMapping接口定义了从节点名到位置名转化的方法。HDFS的Block冗余策略是,第一个Block放在本地,如果writer是DataNode,否则随机放在一个DataNode上。第二个Block放在不同于第一块所在rack的DataNode上。第三个Block放在第一个Block所在rack的另外一个DataNode上。ReplicationTargetChooser用来按冗余数选择一系列的DataNode排序形成Pipe返回。

(3)NameNode实现了许多供客户远程调用的方法,方法被调用时可以通过线程本地变量来获得是谁调用了这个方法的信息。这个变量就是Server的ThreadLocal<Call>变量。

(4)getBlockLocations返回LocatedBlock信息,这个类表明一个Block是不是corrupt的,以及Block的第一个byte在文件中的offset,还有所在DataNode的数组。函数根据文件路径,offset,length返回范围内的Block,如果这个Block还有OK的备份或者全部都corrupt了。

(5)create用来创建一个新文件,权限参数的用户名是Subject.doAs方法穿过来的主体名字,而访问位是指定的,但是组为NULL。创建的是文件,如果文件的路径已经存在并且还是一个目录,则悲剧。用来做9bit位判断的主体是通过Subject.doAs方法穿过来的主体名字生成的UserGroupInformation类,如何生成的UserGroupInformation将是很重要的课题。如果用户是fsOwner或者用户组包含supergroup,那么他就是超级用户。如果对于创建操作,会通过FSDirectory的addFile往目录树上添加一个文件并在租约管理器里添加一条记录。对于append操作,执行的是构造一个新的INodeFileUnderConstruction并替换原有的节点,然后在租约管理器里添加一条记录。总的来说,最简单的create流程就是在目录树上创建一个INodeFileUnderConstruction对象并往租约管理器里添加一条记录。

 

<think>嗯,用户问的是关于HadoopFSNamesystem初始化失败的错误,具体是“ERROR namenode.FSNamesystem: FSNamesystem initialization failed.”。我需要先回忆一下Hadoop的架构,特别是NameNodeFSNamesystem的作用。 首先,FSNamesystemHadoop HDFS的核心组件之一,负责管理文件系统的元数据,比如目录结构、文件块的位置等。当NameNode启动时,FSNamesystem会加载这些元数据,如果初始化失败,整个HDFS可能无法启动。 常见的可能原因包括: 1. **元数据损坏**:可能是fsimage文件或edits日志文件损坏,导致无法正确加载。 2. **权限问题**:Hadoop进程对存储元数据的目录没有足够的读写权限。 3. **配置错误**:hdfs-site.xml等配置文件中的参数设置不正确,比如namenode的目录路径配置错误。 4. **磁盘空间不足**:存放元数据的磁盘空间满了,导致无法写入或读取。 5. **端口冲突**:NameNode的RPC端口被其他进程占用,导致服务无法启动。 6. **内存不足**:JVM分配的内存不足,导致无法加载元数据。 接下来需要思考用户可能的解决步骤。用户可能需要检查日志文件,通常是hadoop-hdfs-namenode-*.log,寻找更详细的错误信息。然后根据具体的错误信息来定位问题。 比如,如果日志中提到权限被拒绝,就需要检查目录权限,确保用户以正确的权限运行Hadoop。如果是元数据损坏,可能需要使用fsck工具检查文件系统,或者从备份恢复元数据。如果是配置错误,需要核对配置文件中的路径是否正确,特别是dfs.namenode.name.dir和dfs.namenode.edits.dir这些参数。 另外,用户可能不太清楚如何操作这些步骤,可能需要更详细的指导,比如如何检查磁盘空间,如何修改目录权限,如何运行fsck等。同时,可能需要提醒用户备份元数据目录,避免操作失误导致数据丢失。 还要考虑用户的环境,比如Hadoop的版本,是单机模式还是集群,这些因素可能会影响问题的具体原因和解决方法。如果用户是初学者,可能需要更基础的解释,比如元数据是什么,为什么它很重要,以及如何正确配置Hadoop的环境。 此外,可能需要提醒用户检查网络问题,比如在集群环境中,NameNode是否能够正常与JournalNodes通信,特别是在HA(高可用)配置中,可能需要确保JournalNodes处于运行状态,并且网络连接正常。 总结一下,回答需要分步骤列出可能的原因,并提供对应的解决方法,同时建议用户查看日志获取详细信息,并按照步骤逐一排查。还需要强调在操作前备份数据,防止进一步的问题。</think>### `ERROR namenode.FSNamesystem: FSNamesystem initialization failed` 问题解析 此错误是 **Hadoop HDFS 的 NameNode 启动失败**的典型表现,意味着文件系统元数据(如目录结构、文件块映射等)加载过程中出现致命问题。以下是分步骤排查与解决方向: --- #### 一、常见原因及排查步骤 1. **元数据损坏** - **现象**:日志中可能包含 `Corrupt fsimage` 或 `Failed to load edits` 等提示。 - **排查**: - 检查元数据存储路径(`dfs.namenode.name.dir`)中的 `fsimage` 和 `edits` 文件是否损坏。 - 使用命令验证元数据完整性: ```bash hdfs namenode -fsck <path_to_metadata> # 检查元数据 hdfs oiv -i fsimage_xxxx -o fsimage.xml # 解析 fsimage 文件(需替换实际文件名) ``` 2. **权限问题** - **现象**:日志中出现 `Permission denied` 或 `AccessControlException`。 - **排查**: - 确保元数据目录(如 `/tmp/hadoop/dfs/name`)的权限正确: ```bash chmod -R 755 <metadata_dir> # 确保 Hadoop 用户有读写权限 chown -R hdfs:hadoop <metadata_dir> # 根据实际用户/组调整 ``` 3. **配置错误** - **现象**:日志提示路径不存在或配置参数无效。 - **排查**: - 检查 `hdfs-site.xml` 中关键参数: ```xml <!-- 确认路径存在且可访问 --> <property> <name>dfs.namenode.name.dir</name> <value>/data/hadoop/name</value> </property> ``` - 验证 `core-site.xml` 中的 `hadoop.tmp.dir` 是否有效。 4. **磁盘空间不足** - **现象**:日志中提示 `No space left on device`。 - **排查**: ```bash df -h <metadata_dir> # 检查磁盘剩余空间 ``` 5. **端口冲突** - **现象**:日志中出现 `BindException`(如 `8020` 或 `9000` 端口被占用)。 - **排查**: ```bash netstat -tuln | grep <port> # 检查端口占用情况 ``` --- #### 二、通用修复方法 1. **恢复元数据备份** - 若有备份,将备份的 `fsimage` 和 `edits` 文件覆盖到元数据目录。 - 使用 `-importCheckpoint` 选项从 SecondaryNameNode 恢复(需配置检查点)。 2. **格式化 NameNode(谨慎操作!)** - **仅适用于全新集群或可接受数据丢失的情况**: ```bash hdfs namenode -format # 格式化前务必确认数据可丢弃! ``` 3. **调整 JVM 内存** - 在 `hadoop-env.sh` 中增加 NameNode 堆内存: ```bash export HDFS_NAMENODE_OPTS="-Xmx4g -Xms4g" # 根据物理内存调整 ``` --- #### 三、日志分析建议 1. 查看完整日志文件(如 `hadoop-hdfs-namenode-<hostname>.log`),定位具体错误堆栈。 2. 搜索关键词:`FATAL`、`Exception`、`Caused by`,确定根源问题。 --- #### 四、附加注意事项 - **高可用(HA)集群**:检查 JournalNode 服务是否正常,确保 `dfs.journalnode.edits.dir` 可访问。 - **安全模式**:若 NameNode 启动后卡在安全模式,尝试: ```bash hdfs dfsadmin -safemode leave ``` 请根据实际日志内容和环境调整操作步骤,建议操作前备份元数据目录!
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