hadoop的集群是基于master/slave模式,namenode和jobtracker属于master,而datanode/tasktracker属于slaves。master只有一个,而slaves有多个。
namenode与datanode之间的通信,jobtracker与tasktracker直接的通信,都是通过“心跳”完成的。
以前看过hadoop心跳原理的源代码,今天再回忆一下,呵呵,所以叫“心跳回忆”。
1、心跳机制
心跳的机制大概是这样的:
1) master启动的时候,会开一个ipc server在那里。
2) slave启动时,会连接master,并每隔3秒钟主动向master发送一个“心跳”,将自己的状态信息告诉master,然后master也是通过这个心跳的返回值,向slave节点传达指令。
2、找到心跳的代码
拿namenode和datanode来说,在datanode的offerService方法中,每隔3秒向namenode发送心跳的代码:
/**
* Main loop for the DataNode. Runs until shutdown,
* forever calling remote NameNode functions.
*/
public void offerService() throws Exception {
...
//
// Now loop for a long time....
//
while (shouldRun) {
try {
long startTime = now();
//
// Every so often, send heartbeat or block-report
//
// 如果到了3秒钟,就向namenode发心跳
if (startTime - lastHeartbeat > heartBeatInterval) {
//
// All heartbeat messages include following info:
// -- Datanode name
// -- data transfer port
// -- Total capacity
// -- Bytes remaining
//
lastHeartbeat = startTime;
DatanodeCommand[] cmds = namenode.sendHeartbeat(dnRegistration,
data.getCapacity(),
data.getDfsUsed(),
data.getRemaining(),
xmitsInProgress.get(),
getXceiverCount());
// 注意上面这行代码,“发送心跳”竟然就是调用namenode的一个方法??
myMetrics.heartbeats.inc(now() - startTime);
//LOG.info("Just sent heartbeat, with name " + localName);
// 处理对心跳的返回值(namenode传给datanode的指令)
if (!processCommand(cmds))
continue;
}
// 这里省略很多代码
...
} // while (shouldRun)
} // offerService
上面这段代码,如果是单机的程序,没什么值得奇怪的。但是,这是hadoop集群!datanode和namenode在2台不同的机器(或2个JVM)上运行!datanode机器竟然直接调用namenode的方法!这是怎么实现的?难道是传说中的RMI吗??
下面我们主要就来分析这个方法调用的细节。
3、心跳的底层细节一:datanode怎么获得namenode对象的?
首先,DataNode类中,有一个namenode的成员变量:
public class DataNode extends Configured
implements InterDatanodeProtocol, ClientDatanodeProtocol, FSConstants, Runnable {
...
public DatanodeProtocol namenode = null;
...
}
下面是NameNode类的定义:
public class NameNode implements ClientProtocol, DatanodeProtocol,
NamenodeProtocol, FSConstants,
RefreshAuthorizationPolicyProtocol {
...
}
注意:NameNode实现了DatanodeProtocol接口,DatanodeProtocol接口定义了namenode和datanode之间通信的方法。
那么,DataNode类是怎么获取到NameNode类的引用呢?
在Datanode端,为namenode变量赋值的代码:
// connect to name node
this.namenode = (DatanodeProtocol)
RPC.waitForProxy(DatanodeProtocol.class,
DatanodeProtocol.versionID,
nameNodeAddr,
conf);
在继续去RPC类中追踪:
VersionedProtocol proxy =
(VersionedProtocol) Proxy.newProxyInstance(
protocol.getClassLoader(), new Class[] { protocol },
new Invoker(addr, ticket, conf, factory));
现在,明白了!
1) 对namenode的赋值,并不是真正的new了一个实现了DatanodeProtocol接口的对象,而是获得了一个
动态代理!!
2) 上面这段代码中,protocol的类型是DatanodeProtocol.class
3) 对namenode的所有调用,都被委托(delegate)给了Invoker
4、心跳的底层细节二:看看Invoker类
Invoker类是org.apache.hadoop.ipc.RPC类的一个静态内部类:
private static class Invoker implements InvocationHandler {
在这个类中,看invoke方法:
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
...
ObjectWritable value = (ObjectWritable)
client.call(new Invocation(method, args), address,
method.getDeclaringClass(), ticket);
...
return value.get();
}
所有的方法调用又被delegate给client的call方法了!
client是Invoker中的成员变量:
private Client client;
所以可以看出:DatanodeProtocol中的每个方法调用,都被包装成一个Invocation对象,再由client.call()调用
5、心跳的底层细节三:Invocation类
Invocation类是org.apache.hadoop.ipc.RPC类的一个静态内部类
没有什么业务逻辑方法,主要作用就是一个VO
6、心跳的底层细节四:client类的call方法
接下来重点看client类的call方法:
public Writable call(Writable param, InetSocketAddress addr,
Class<?> protocol, UserGroupInformation ticket)
throws InterruptedException, IOException {
Call call = new Call(param);
// 将Invocation转化为Call
Connection connection = getConnection(addr, protocol, ticket, call);
// 连接远程服务器
connection.sendParam(call); // send the parameter
// 将“序列化”后的call发给过去
boolean interrupted = false;
synchronized (call) {
while (!call.done) {
try {
call.wait(); // wait for the result
// 等待调用结果
} catch (InterruptedException ie) {
// save the fact that we were interrupted
interrupted = true;
}
}
if (interrupted) {
// set the interrupt flag now that we are done waiting
Thread.currentThread().interrupt();
}
if (call.error != null) {
if (call.error instanceof RemoteException) {
call.error.fillInStackTrace();
throw call.error;
} else { // local exception
throw wrapException(addr, call.error);
}
} else {
return call.value;
// 返回
}
}
}
7、现在,一目了然了
datanode向namenode发送heartbeat过程是这样的:
a) 在datanode初始化获得namenode的proxy
b) 在datanode上,调用namenode proxy的heartbeat方法:
namenode.sendHeartbeat(dnRegistration,
data.getCapacity(),
data.getDfsUsed(),
data.getRemaining(),
xmitsInProgress.get(),
getXceiverCount());
c) 在datanode上的namenode动态代理类将这个调用包装成(或者叫“序列化成”)一个Invocation对象,并调用client.call方法
d) client call方法将Invocation转化为Call对象
e) client 将call发送到真正的namenode服务器
f) namenode接收后,转化成namenode端的Call,并process后,通过Responder发回来!
g) datanode接收结果,并将结果转化为DatanodeCommand[]
8、再看动态代理
动态代理:让“只有接口,没事对应的实现类”成为可能,因为具体方法的实现可以委托给另一个类!!
在这个例子中,就datanode而言,DatanodeProtocol接口是没有实现类的!
*** THE END ***
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