Hadoop框架：HDFS读写机制与API详解

Hadoop框架：HDFS读写机制与API详解

一、读写机制

1、数据写入

客户端访问NameNode请求上传文件； NameNode检查目标文件和目录是否已经存在； NameNode响应客户端是否可以上传； 客户端请求NameNode文件块Block01上传服务位置； NameNode响应返回3个DataNode节点； 客户端通过输入流建立DataNode01传输通道； DataNode01调用DataNode02，DataNode02调用DataNode03，通信管道建立完成； DataNode01、DataNode02、DataNode03逐级应答客户端。 客户端向DataNode01上传第一个文件块Block； DataNode01接收后传给DataNode02，DataNode02传给DataNode03; Block01传输完成之后，客户端再次请求NameNode上传第二个文件块；

2、数据读取

客户端通过向NameNode请求下载文件； NameNode查询获取文件元数据并返回； 客户端通过元数据信息获取文件DataNode地址； 就近原则选择一台DataNode服务器，请求读取数据； DataNode传输数据返回给客户端； 客户端以本地处理目标文件；

二、基础API案例

1、基础演示接口

public interface HdfsFileService { // 创建文件夹 void mkdirs(String path) throws Exception ; // 文件判断 void isFile(String path) throws Exception ; // 修改文件名 void reName(String oldFile, String newFile) throws Exception ; // 文件详情 void fileDetail(String path) throws Exception ; // 文件上传 void copyFromLocalFile(String local, String path) throws Exception ; // 拷贝到本地：下载 void copyToLocalFile(String src, String dst) throws Exception ; // 删除文件夹 void delete(String path) throws Exception ; // IO流上传 void ioUpload(String path, String local) throws Exception ; // IO流下载 void ioDown(String path, String local) throws Exception ; // 分块下载 void blockDown(String path, String local1, String local2) throws Exception ; }

2、命令API用法

@Service public class HdfsFileServiceImpl implements HdfsFileService { @Resource private HdfsConfig hdfsConfig ; @Override public void mkdirs(String path) throws Exception { // 1、获取文件系统 Configuration configuration = new Configuration(); FileSystem fileSystem = FileSystem.get(new URI(hdfsConfig.getNameNode()), configuration, "root"); // 2、创建目录 fileSystem.mkdirs(new Path(path)); // 3、关闭资源 fileSystem.close(); } @Override public void isFile(String path) throws Exception { // 1、获取文件系统 Configuration configuration = new Configuration(); FileSystem fileSystem = FileSystem.get(new URI(hdfsConfig.getNameNode()), configuration, "root"); // 2、判断文件和文件夹 FileStatus[] fileStatuses = fileSystem.listStatus(new Path(path)); for (FileStatus fileStatus : fileStatuses) { if (fileStatus.isFile()) { System.out.println("文件:"+fileStatus.getPath().getName()); }else { System.out.println("文件夹:"+fileStatus.getPath().getName()); } } // 3、关闭资源 fileSystem.close(); } @Override public void reName(String oldFile, String newFile) throws Exception { // 1、获取文件系统 Configuration configuration = new Configuration(); FileSystem fileSystem = FileSystem.get(new URI(hdfsConfig.getNameNode()), configuration, "root"); // 2、修改文件名 fileSystem.rename(new Path(oldFile), new Path(newFile)); // 3、关闭资源 fileSystem.close(); } @Override public void fileDetail(String path) throws Exception { // 1、获取文件系统 Configuration configuration = new Configuration(); FileSystem fileSystem = FileSystem.get(new URI(hdfsConfig.getNameNode()), configuration, "root"); // 2、读取文件详情 RemoteIterator listFiles = fileSystem.listFiles(new Path(path), true); while(listFiles.hasNext()){ LocatedFileStatus status = listFiles.next(); System.out.println("文件名："+status.getPath().getName()); System.out.println("文件长度："+status.getLen()); System.out.println("文件权限："+status.getPermission()); System.out.println("所属分组："+status.getGroup()); // 存储块信息 BlockLocation[] blockLocations = status.getBlockLocations(); for (BlockLocation blockLocation : blockLocations) { // 块存储的主机节点 String[] hosts = blockLocation.getHosts(); for (String host : hosts) { System.out.print(host+";"); } } System.out.println("==============Next=============="); } // 3、关闭资源 fileSystem.close(); } @Override public void copyFromLocalFile(String local, String path) throws Exception { // 1、获取文件系统 Configuration configuration = new Configuration(); FileSystem fileSystem = FileSystem.get(new URI(hdfsConfig.getNameNode()), configuration, "root"); // 2、执行上传操作 fileSystem.copyFromLocalFile(new Path(local), new Path(path)); // 3、关闭资源 fileSystem.close(); } @Override public void copyToLocalFile(String src,String dst) throws Exception { // 1、获取文件系统 Configuration configuration = new Configuration(); FileSystem fileSystem = FileSystem.get(new URI(hdfsConfig.getNameNode()), configuration, "root"); // 2、执行下载操作 // src 服务器文件路径 ; dst 文件下载到的路径 fileSystem.copyToLocalFile(false, new Path(src), new Path(dst), true); // 3、关闭资源 fileSystem.close(); } @Override public void delete(String path) throws Exception { // 1、获取文件系统 Configuration configuration = new Configuration(); FileSystem fileSystem = FileSystem.get(new URI(hdfsConfig.getNameNode()), configuration, "root"); // 2、删除文件或目录 是否递归 fileSystem.delete(new Path(path), true); // 3、关闭资源 fileSystem.close(); } @Override public void ioUpload(String path, String local) throws Exception { // 1、获取文件系统 Configuration configuration = new Configuration(); FileSystem fileSystem = FileSystem.get(new URI(hdfsConfig.getNameNode()), configuration, "root"); // 2、输入输出流 FileInputStream fis = new FileInputStream(new File(local)); FSDataOutputStream fos = fileSystem.create(new Path(path)); // 3、流对拷 IOUtils.copyBytes(fis, fos, configuration); // 4、关闭资源 IOUtils.closeStream(fos); IOUtils.closeStream(fis); fileSystem.close(); } @Override public void ioDown(String path, String local) throws Exception { // 1、获取文件系统 Configuration configuration = new Configuration(); FileSystem fileSystem = FileSystem.get(new URI(hdfsConfig.getNameNode()), configuration, "root"); // 2、输入输出流 FSDataInputStream fis = fileSystem.open(new Path(path)); FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(local)); // 3、流对拷 IOUtils.copyBytes(fis, fos, configuration); // 4、关闭资源 IOUtils.closeStream(fos); IOUtils.closeStream(fis); fileSystem.close(); } @Override public void blockDown(String path,String local1,String local2) throws Exception { readFileSeek01(path,local1); readFileSeek02(path,local2); } private void readFileSeek01(String path,String local) throws Exception { // 1、获取文件系统 Configuration configuration = new Configuration(); FileSystem fileSystem = FileSystem.get(new URI(hdfsConfig.getNameNode()), configuration, "root"); // 2、输入输出流 FSDataInputStream fis = fileSystem.open(new Path(path)); FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(local)); // 3、部分拷贝 byte[] buf = new byte[1024]; for(int i =0 ; i < 1024 * 128; i++){ fis.read(buf); fos.write(buf); } // 4、关闭资源 IOUtils.closeStream(fos); IOUtils.closeStream(fis); fileSystem.close(); } private void readFileSeek02(String path,String local) throws Exception { // 1、获取文件系统 Configuration configuration = new Configuration(); FileSystem fileSystem = FileSystem.get(new URI(hdfsConfig.getNameNode()), configuration, "root"); // 2、输入输出流 FSDataInputStream fis = fileSystem.open(new Path(path)); // 定位输入数据位置 fis.seek(1024*1024*128); FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(local)); // 3、流拷贝 IOUtils.copyBytes(fis, fos, configuration); // 4、关闭资源 IOUtils.closeStream(fos); IOUtils.closeStream(fis); fileSystem.close(); } }

3、合并切割文件

cat hadoop-2.7.2.zip.block1 hadoop-2.7.2.zip.block2 > hadoop.zip

三、机架感知

Hadoop2.7的文档说明

第一个副本和client在一个节点里，如果client不在集群范围内，则这第一个node是随机选取的；第二个副本和第一个副本放在相同的机架上随机选择；第三个副本在不同的机架上随机选择，减少了机架间的写流量，通常可以提高写性能,机架故障的概率远小于节点故障的概率，因此该策略不会影响数据的稳定性。

四、网络拓扑

HDFS写数据的过程中，NameNode会选择距离待上传数据最近距离的DataNode接收数据，基于机架感知，NameNode就可以画出上图所示的datanode网络拓扑图。D1,R1都是交换机，最底层是datanode。

Distance(/D1/R1/N1,/D1/R1/N1)=0 相同的节点 Distance(/D1/R1/N1,/D1/R1/N2)=2 同一机架下的不同节点 Distance(/D1/R1/N1,/D1/R2/N1)=4 同一IDC下的不同datanode Distance(/D1/R1/N1,/D2/R3/N1)=6 不同IDC下的datanode

$$End$$

Gitee主页：https://gitee.com/cicadasmile/butte-java-note

版权声明：本文内容由网络用户投稿，版权归原作者所有，本站不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。如果您发现本站中有涉嫌抄袭或描述失实的内容，请联系我们jiasou666@gmail.com 处理，核实后本网站将在24小时内删除侵权内容。