Hadoop之HDFS文件读写过程

Posted 2020-08-11

一、HDFS读过程

      1.1 HDFS API 读文件 

1 Configuration conf = new Configuration();  
2 FileSystem fs = FileSystem.get(conf);  
3 Path file = new Path("demo.txt");  
4 FSDataInputStream inStream = fs.open(file);  
5 String data = inStream.readUTF();  
6 System.out.println(data);  
7 inStream.close();  

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       1.2 HDFS读取文件过程

       1.初始化FileSystem，然后客户端(client)用FileSystem的open()函数打开文件
       2.FileSystem用RPC调用元数据节点，得到文件的数据块信息，对于每一个数据块，元数据节点返回保存数据块的数据节点的地址。
       3.FileSystem返回FSDataInputStream给客户端，用来读取数据，客户端调用stream的read()函数开始读取数据。
       4.DFSInputStream连接保存此文件第一个数据块的最近的数据节点，data从数据节点读到客户端(client)
       5.当此数据块读取完毕时，DFSInputStream关闭和此数据节点的连接，然后连接此文件下一个数据块的最近的数据节点。
       6.当客户端读取完毕数据的时候，调用FSDataInputStream的close函数。
       7.在读取数据的过程中，如果客户端在与数据节点通信出现错误，则尝试连接包含此数据块的下一个数据节点。
       8. 失败的数据节点将被记录，以后不再连接。【注意：这里的序号不是一一对应的关系】

       1.3HDFS读取文件过程图

    

    

二、HDFS写过程

 

       2.1 HDFS API 写文件  

1 Configuration conf = new Configuration();  
2 FileSystem fs = FileSystem.get(conf);  
3 Path file = new Path("demo.txt");  
4 FSDataOutputStream outStream = fs.create(file);  
5 outStream.writeUTF("Welcome to HDFS Java API!!!");  
6 outStream.close(); 

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 2.2 HDFS写文件过程   

 

       1.初始化FileSystem，客户端调用create()来创建文件

       2.FileSystem用RPC调用元数据节点，在文件系统的命名空间中创建一个新的文件，元数据节点首先确定文件原来不存在，并且客户端有创建文件的权限，然后创建新文件。

       3.FileSystem返回DFSOutputStream，客户端用于写数据，客户端开始写入数据。

       4.DFSOutputStream将数据分成块，写入data queue。data queue由Data Streamer读取，并通知元数据节点分配数据节点，用来存储数据块(每块默认复制3块)。分配的数据节点放在一个pipeline里。Data Streamer将数据块写入pipeline中的第一个数据节点。第一个数据节点将数据块发送给第二个数据节点。第二个数据节点将数据发送给第三个数据节点。

       5.DFSOutputStream为发出去的数据块保存了ack queue，等待pipeline中的数据节点告知数据已经写入成功。

       6.当客户端结束写入数据，则调用stream的close函数。此操作将所有的数据块写入pipeline中的数据节点，并等待ack queue返回成功。最后通知元数据节点写入完毕。

       7.如果数据节点在写入的过程中失败，关闭pipeline，将ack queue中的数据块放入data queue的开始，当前的数据块在已经写入的数据节点中被元数据节点赋予新的标示，则错误节点重启后能够察觉其数据块是过时的，会被删除。失败的数据节点从pipeline中移除，另外的数据块则写入pipeline中的另外两个数据节点。元数据节点则被通知此数据块是复制块数不足，将来会再创建第三份备份。

       2.3HDFS写文件过程图