Hadoop 学习总结之二：HDFS读写过程解析（转载）

我会带着你远行 2021-12-24 12:25 157阅读 0赞

# 一、文件的打开 #

## 1.1、客户端 ##

HDFS打开一个文件，需要在客户端调用DistributedFileSystem.open(Path f, int bufferSize)，其实现为：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>public FSDataInputStream open(Path f, int bufferSize) throws IOException { </p> <p>&nbsp; return new DFSClient.DFSDataInputStream(</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; dfs.open(getPathName(f), bufferSize, verifyChecksum, statistics));</p> <p>}</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

其中dfs为DistributedFileSystem的成员变量DFSClient，其open函数被调用，其中创建一个DFSInputStream(src, buffersize, verifyChecksum)并返回。

在DFSInputStream的构造函数中，openInfo函数被调用，其主要从namenode中得到要打开的文件所对应的blocks的信息，实现如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>synchronized void openInfo() throws IOException { </p> <p>&nbsp; LocatedBlocks newInfo = callGetBlockLocations(namenode, src, 0, prefetchSize);</p> <p>&nbsp; this.locatedBlocks = newInfo;</p> <p>&nbsp; this.currentNode = null;</p> <p>}</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>private static LocatedBlocks callGetBlockLocations(ClientProtocol namenode,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; String src, long start, long length) throws IOException { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; return namenode.getBlockLocations(src, start, length);</p> <p>}</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

LocatedBlocks主要包含一个链表的List<LocatedBlock> blocks，其中每个LocatedBlock包含如下信息：

*  Block b：此block的信息
 *  long offset：此block在文件中的偏移量
 *  DatanodeInfo\[\] locs：此block位于哪些DataNode上

上面namenode.getBlockLocations是一个RPC调用，最终调用NameNode类的getBlockLocations函数。

## 1.2、NameNode ##

NameNode.getBlockLocations实现如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>public LocatedBlocks&nbsp;&nbsp; getBlockLocations(String src, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; long offset, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; long length) throws IOException { </p> <p>&nbsp; return namesystem.getBlockLocations(getClientMachine(), </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; src, offset, length);</p> <p>}</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

namesystem是NameNode一个成员变量，其类型为FSNamesystem，保存的是NameNode的name space树，其中一个重要的成员变量为FSDirectory dir。

FSDirectory和Lucene中的FSDirectory没有任何关系，其主要包括FSImage fsImage，用于读写硬盘上的fsimage文件，FSImage类有成员变量FSEditLog editLog，用于读写硬盘上的edit文件，这两个文件的关系在上一篇文章中已经解释过。

FSDirectory还有一个重要的成员变量INodeDirectoryWithQuota rootDir，INodeDirectoryWithQuota的父类为INodeDirectory，实现如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>public class INodeDirectory extends INode { </p> <p>&nbsp; ……</p> <p>&nbsp; private List&lt;INode&gt; children;</p> <p>&nbsp; ……</p> <p>｝</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

由此可见INodeDirectory本身是一个INode，其中包含一个链表的INode，此链表中，如果仍为文件夹，则是类型INodeDirectory，如果是文件，则是类型INodeFile，INodeFile中有成员变量BlockInfo blocks\[\]，是此文件包含的block的信息。显然这是一棵树形的结构。

FSNamesystem.getBlockLocations函数如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>public LocatedBlocks getBlockLocations(String src, long offset, long length,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; boolean doAccessTime) throws IOException { </p> <p>&nbsp; final LocatedBlocks ret = getBlockLocationsInternal(src, dir.getFileINode(src),</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; offset, length, Integer.MAX_VALUE, doAccessTime);&nbsp; </p> <p>&nbsp; return ret;</p> <p>}</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

dir.getFileINode(src)通过路径名从文件系统树中找到INodeFile，其中保存的是要打开的文件的INode的信息。

getBlockLocationsInternal的实现如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>private synchronized LocatedBlocks getBlockLocationsInternal(String src,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; INodeFile inode,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; long offset, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; long length,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int nrBlocksToReturn,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; boolean doAccessTime) </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; throws IOException { </p> <p>&nbsp; <strong>//得到此文件的block信息</strong></p> <p>&nbsp; Block[] blocks = inode.getBlocks();</p> <p>&nbsp; List&lt;LocatedBlock&gt; results = new ArrayList&lt;LocatedBlock&gt;(blocks.length); </p> <p>&nbsp; <strong>//计算从offset开始，长度为length所涉及的blocks</strong></p> <p>&nbsp; int curBlk = 0;</p> <p>&nbsp; long curPos = 0, blkSize = 0;</p> <p>&nbsp; int nrBlocks = (blocks[0].getNumBytes() == 0) ? 0 : blocks.length;</p> <p>&nbsp; for (curBlk = 0; curBlk &lt; nrBlocks; curBlk++) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; blkSize = blocks[curBlk].getNumBytes();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (curPos + blkSize &gt; offset) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//当offset在curPos和curPos + blkSize之间的时候，curBlk指向offset所在的block</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; break;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; curPos += blkSize;</p> <p>&nbsp; }</p> <p>&nbsp; long endOff = offset + length;</p> <p>&nbsp; <strong>//循环，依次遍历从curBlk开始的每个block，直到当前位置curPos越过endOff</strong></p> <p>&nbsp; do { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; int numNodes = blocksMap.numNodes(blocks[curBlk]);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; int numCorruptNodes = countNodes(blocks[curBlk]).corruptReplicas();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; int numCorruptReplicas = corruptReplicas.numCorruptReplicas(blocks[curBlk]); </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; boolean blockCorrupt = (numCorruptNodes == numNodes);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; int numMachineSet = blockCorrupt ? numNodes : </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (numNodes - numCorruptNodes);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//依次找到此block所对应的datanode，将其中没有损坏的放入machineSet中</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; DatanodeDescriptor[] machineSet = new DatanodeDescriptor[numMachineSet];</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (numMachineSet &gt; 0) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; numNodes = 0;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; for(Iterator&lt;DatanodeDescriptor&gt; it = </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; blocksMap.nodeIterator(blocks[curBlk]); it.hasNext();) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; DatanodeDescriptor dn = it.next();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; boolean replicaCorrupt = corruptReplicas.isReplicaCorrupt(blocks[curBlk], dn);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (blockCorrupt || (!blockCorrupt &amp;&amp; !replicaCorrupt))</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; machineSet[numNodes++] = dn;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//使用此machineSet和当前的block构造一个LocatedBlock</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; results.add(new LocatedBlock(blocks[curBlk], machineSet, curPos,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; blockCorrupt));</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; curPos += blocks[curBlk].getNumBytes();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; curBlk++;</p> <p>&nbsp; } while (curPos &lt; endOff </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &amp;&amp; curBlk &lt; blocks.length </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &amp;&amp; results.size() &lt; nrBlocksToReturn);</p> <p>&nbsp; <strong>//使用此LocatedBlock链表构造一个LocatedBlocks对象返回</strong></p> <p>&nbsp; return inode.createLocatedBlocks(results);</p> <p>} </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 1.3、客户端 ##

通过RPC调用，在NameNode得到的LocatedBlocks对象，作为成员变量构造DFSInputStream对象，最后包装为FSDataInputStream返回给用户。

# 二、文件的读取 #

## 2.1、客户端 ##

文件读取的时候，客户端利用文件打开的时候得到的FSDataInputStream.read(long position, byte\[\] buffer, int offset, int length)函数进行文件读操作。

FSDataInputStream会调用其封装的DFSInputStream的read(long position, byte\[\] buffer, int offset, int length)函数，实现如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>public int read(long position, byte[] buffer, int offset, int length)</p> <p>&nbsp; throws IOException { </p> <p>&nbsp; long filelen = getFileLength();</p> <p>&nbsp; int realLen = length;</p> <p>&nbsp; if ((position + length) &gt; filelen) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; realLen = (int)(filelen - position);</p> <p>&nbsp; }</p> <p>&nbsp; <strong>//首先得到包含从offset到offset + length内容的block列表</strong></p> <p>&nbsp; <strong>//比如对于64M一个block的文件系统来说，欲读取从100M开始，长度为128M的数据，则block列表包括第2，3，4块block</strong></p> <p>&nbsp; List&lt;LocatedBlock&gt; blockRange = getBlockRange(position, realLen);</p> <p>&nbsp; int remaining = realLen;</p> <p>&nbsp; <strong>//对每一个block，从中读取内容</strong></p> <p>&nbsp; <strong>//对于上面的例子，对于第2块block，读取从36M开始，读取长度28M，对于第3块，读取整一块64M，对于第4块，读取从0开始，长度为36M，共128M数据</strong></p> <p>&nbsp; for (LocatedBlock blk : blockRange) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; long targetStart = position - blk.getStartOffset();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; long bytesToRead = Math.min(remaining, blk.getBlockSize() - targetStart);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; fetchBlockByteRange(blk, targetStart, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; targetStart + bytesToRead - 1, buffer, offset);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; remaining -= bytesToRead;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; position += bytesToRead;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; offset += bytesToRead;</p> <p>&nbsp; }</p> <p>&nbsp; assert remaining == 0 : "Wrong number of bytes read.";</p> <p>&nbsp; if (stats != null) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; stats.incrementBytesRead(realLen);</p> <p>&nbsp; }</p> <p>&nbsp; return realLen;</p> <p>} </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

其中getBlockRange函数如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>private synchronized List&lt;LocatedBlock&gt; getBlockRange(long offset, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; long length) </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; throws IOException { </p> <p>&nbsp; List&lt;LocatedBlock&gt; blockRange = new ArrayList&lt;LocatedBlock&gt;();</p> <p>&nbsp; <strong>//首先从缓存的locatedBlocks中查找offset所在的block在缓存链表中的位置</strong></p> <p>&nbsp; int blockIdx = locatedBlocks.findBlock(offset);</p> <p>&nbsp; if (blockIdx &lt; 0) { // block is not cached</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; blockIdx = LocatedBlocks.getInsertIndex(blockIdx);</p> <p>&nbsp; }</p> <p>&nbsp; long remaining = length;</p> <p>&nbsp; long curOff = offset;</p> <p>&nbsp; while(remaining &gt; 0) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; LocatedBlock blk = null;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//按照blockIdx的位置找到block</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; if(blockIdx &lt; locatedBlocks.locatedBlockCount())</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; blk = locatedBlocks.get(blockIdx);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//如果block为空，则缓存中没有此block，则直接从NameNode中查找这些block，并加入缓存</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (blk == null || curOff &lt; blk.getStartOffset()) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; LocatedBlocks newBlocks;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; newBlocks = callGetBlockLocations(namenode, src, curOff, remaining);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; locatedBlocks.insertRange(blockIdx, newBlocks.getLocatedBlocks());</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; continue;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//如果block找到，则放入结果集</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; blockRange.add(blk);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; long bytesRead = blk.getStartOffset() + blk.getBlockSize() - curOff;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; remaining -= bytesRead;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; curOff += bytesRead;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//取下一个block</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; blockIdx++;</p> <p>&nbsp; }</p> <p>&nbsp; return blockRange;</p> <p>} </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

其中fetchBlockByteRange实现如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>private void fetchBlockByteRange(LocatedBlock block, long start,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; long end, byte[] buf, int offset) throws IOException { </p> <p>&nbsp; Socket dn = null;</p> <p>&nbsp; int numAttempts = block.getLocations().length;</p> <p>&nbsp; <strong>//此while循环为读取失败后的重试次数</strong></p> <p>&nbsp; while (dn == null &amp;&amp; numAttempts-- &gt; 0 ) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//选择一个DataNode来读取数据</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; DNAddrPair retval = chooseDataNode(block);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; DatanodeInfo chosenNode = retval.info;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; InetSocketAddress targetAddr = retval.addr;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; BlockReader reader = null;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; try { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//创建Socket连接到DataNode</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; dn = socketFactory.createSocket();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; dn.connect(targetAddr, socketTimeout);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; dn.setSoTimeout(socketTimeout);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int len = (int) (end - start + 1);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//利用建立的Socket链接，生成一个reader负责从DataNode读取数据</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; reader = BlockReader.newBlockReader(dn, src, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; block.getBlock().getBlockId(),</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; block.getBlock().getGenerationStamp(),</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; start, len, buffersize, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; verifyChecksum, clientName);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//读取数据</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int nread = reader.readAll(buf, offset, len);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; return;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; } finally { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; IOUtils.closeStream(reader);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; IOUtils.closeSocket(dn);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; dn = null;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//如果读取失败，则将此DataNode标记为失败节点</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; addToDeadNodes(chosenNode);</p> <p>&nbsp; }</p> <p>} </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

BlockReader.newBlockReader函数实现如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>public static BlockReader newBlockReader( Socket sock, String file,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; long blockId, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; long genStamp,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; long startOffset, long len,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int bufferSize, boolean verifyChecksum,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; String clientName)</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; throws IOException { </p> <p>&nbsp; <strong>//使用Socket建立写入流，向DataNode发送读指令</strong></p> <p>&nbsp; DataOutputStream out = new DataOutputStream(</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; new BufferedOutputStream(NetUtils.getOutputStream(sock,HdfsConstants.WRITE_TIMEOUT))); </p> <p>&nbsp; out.writeShort( DataTransferProtocol.DATA_TRANSFER_VERSION );</p> <p>&nbsp; out.write( DataTransferProtocol.OP_READ_BLOCK );</p> <p>&nbsp; out.writeLong( blockId );</p> <p>&nbsp; out.writeLong( genStamp );</p> <p>&nbsp; out.writeLong( startOffset );</p> <p>&nbsp; out.writeLong( len );</p> <p>&nbsp; Text.writeString(out, clientName);</p> <p>&nbsp; out.flush();</p> <p>&nbsp; <strong>//使用Socket建立读入流，用于从DataNode读取数据 </strong></p> <p>&nbsp; DataInputStream in = new DataInputStream(</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; new BufferedInputStream(NetUtils.getInputStream(sock), </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; bufferSize));</p> <p>&nbsp; DataChecksum checksum = DataChecksum.newDataChecksum( in );</p> <p>&nbsp; long firstChunkOffset = in.readLong();</p> <p>&nbsp; <strong>//生成一个reader，主要包含读入流，用于读取数据 </strong></p> <p>&nbsp; return new BlockReader( file, blockId, in, checksum, verifyChecksum,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; startOffset, firstChunkOffset, sock );</p> <p>} </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

BlockReader的readAll函数就是用上面生成的DataInputStream读取数据。

## 2.2、DataNode ##

在DataNode启动的时候，会调用函数startDataNode，其中与数据读取有关的逻辑如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>void startDataNode(Configuration conf, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; AbstractList&lt;File&gt; dataDirs</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ) throws IOException { </p> <p>&nbsp; ……</p> <p>&nbsp; <strong>// 建立一个ServerSocket，并生成一个DataXceiverServer来监控客户端的链接</strong></p> <p>&nbsp; ServerSocket ss = (socketWriteTimeout &gt; 0) ? </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ServerSocketChannel.open().socket() : new ServerSocket();</p> <p>&nbsp; Server.bind(ss, socAddr, 0);</p> <p>&nbsp; ss.setReceiveBufferSize(DEFAULT_DATA_SOCKET_SIZE); </p> <p>&nbsp; // adjust machine name with the actual port</p> <p>&nbsp; tmpPort = ss.getLocalPort();</p> <p>&nbsp; selfAddr = new InetSocketAddress(ss.getInetAddress().getHostAddress(),</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; tmpPort);</p> <p>&nbsp; this.dnRegistration.setName(machineName + ":" + tmpPort);</p> <p>&nbsp; this.threadGroup = new ThreadGroup("dataXceiverServer");</p> <p>&nbsp; this.dataXceiverServer = new Daemon(threadGroup, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; new DataXceiverServer(ss, conf, this));</p> <p>&nbsp; this.threadGroup.setDaemon(true); // auto destroy when empty </p> <p>&nbsp; ……</p> <p>} </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

DataXceiverServer.run()函数如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>public void run() { </p> <p>&nbsp; while (datanode.shouldRun) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//接受客户端的链接</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Socket s = ss.accept();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; s.setTcpNoDelay(true);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//生成一个线程DataXceiver来对建立的链接提供服务</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; new Daemon(datanode.threadGroup, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; new DataXceiver(s, datanode, this)).start();</p> <p>&nbsp; }</p> <p>&nbsp; try { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; ss.close();</p> <p>&nbsp; } catch (IOException ie) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; LOG.warn(datanode.dnRegistration + ":DataXceiveServer: " </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; + StringUtils.stringifyException(ie));</p> <p>&nbsp; }</p> <p>} </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

DataXceiver.run()函数如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>public void run() { </p> <p>&nbsp; DataInputStream in=null; </p> <p>&nbsp; try { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//建立一个输入流，读取客户端发送的指令</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; in = new DataInputStream(</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; new BufferedInputStream(NetUtils.getInputStream(s), </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; SMALL_BUFFER_SIZE));</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; short version = in.readShort();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; boolean local = s.getInetAddress().equals(s.getLocalAddress());</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; byte op = in.readByte();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; // Make sure the xciver count is not exceeded</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; int curXceiverCount = datanode.getXceiverCount();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; long startTime = DataNode.now();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; switch ( op ) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//读取</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; case DataTransferProtocol.OP_READ_BLOCK:</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//真正的读取数据</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; readBlock( in );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; datanode.myMetrics.readBlockOp.inc(DataNode.now() - startTime);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (local)</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; datanode.myMetrics.readsFromLocalClient.inc();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; else</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; datanode.myMetrics.readsFromRemoteClient.inc();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; break;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//写入</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; case DataTransferProtocol.OP_WRITE_BLOCK:</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//真正的写入数据</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; writeBlock( in );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; datanode.myMetrics.writeBlockOp.inc(DataNode.now() - startTime);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (local)</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; datanode.myMetrics.writesFromLocalClient.inc();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; else</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; datanode.myMetrics.writesFromRemoteClient.inc();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; break;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//其他的指令</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; ……</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp; } catch (Throwable t) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; LOG.error(datanode.dnRegistration + ":DataXceiver",t);</p> <p>&nbsp; } finally { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; IOUtils.closeStream(in);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; IOUtils.closeSocket(s);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; dataXceiverServer.childSockets.remove(s);</p> <p>&nbsp; }</p> <p>} </p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>private void readBlock(DataInputStream in) throws IOException { </p> <p>&nbsp; <strong>//读取指令</strong></p> <p>&nbsp; long blockId = in.readLong();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; </p> <p>&nbsp; Block block = new Block( blockId, 0 , in.readLong()); </p> <p>&nbsp; long startOffset = in.readLong();</p> <p>&nbsp; long length = in.readLong();</p> <p>&nbsp; String clientName = Text.readString(in);</p> <p>&nbsp; <strong>//创建一个写入流，用于向客户端写数据</strong></p> <p>&nbsp; OutputStream baseStream = NetUtils.getOutputStream(s, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; datanode.socketWriteTimeout);</p> <p>&nbsp; DataOutputStream out = new DataOutputStream(</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; new BufferedOutputStream(baseStream, SMALL_BUFFER_SIZE));</p> <p>&nbsp; <strong>//生成BlockSender用于读取本地的block的数据，并发送给客户端</strong></p> <p>&nbsp; <strong>//BlockSender有一个成员变量InputStream blockIn用于读取本地block的数据</strong></p> <p>&nbsp; BlockSender blockSender = new BlockSender(block, startOffset, length,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; true, true, false, datanode, clientTraceFmt);</p> <p>&nbsp;&nbsp; out.writeShort(DataTransferProtocol.OP_STATUS_SUCCESS); // send op status</p> <p>&nbsp;&nbsp; <strong>//向客户端写入数据</strong> </p> <p>&nbsp;&nbsp; long read = blockSender.sendBlock(out, baseStream, null); </p> <p>&nbsp;&nbsp; ……</p> <p>&nbsp; } finally { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; IOUtils.closeStream(out);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; IOUtils.closeStream(blockSender);</p> <p>&nbsp; }</p> <p>} </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 三、文件的写入 #

下面解析向hdfs上传一个文件的过程。

## 3.1、客户端 ##

上传一个文件到hdfs，一般会调用DistributedFileSystem.create，其实现如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>&nbsp; public FSDataOutputStream create(Path f, FsPermission permission,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; boolean overwrite,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; int bufferSize, short replication, long blockSize,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; Progressable progress) throws IOException { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; return new FSDataOutputStream</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (dfs.create(getPathName(f), permission,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; overwrite, replication, blockSize, progress, bufferSize),</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; statistics);</p> <p>&nbsp; } </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

其最终生成一个FSDataOutputStream用于向新生成的文件中写入数据。其成员变量dfs的类型为DFSClient，DFSClient的create函数如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>&nbsp; public OutputStream create(String src, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; FsPermission permission,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; boolean overwrite, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; short replication,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; long blockSize,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Progressable progress,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int buffersize</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ) throws IOException { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; checkOpen();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (permission == null) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; permission = FsPermission.getDefault();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; FsPermission masked = permission.applyUMask(FsPermission.getUMask(conf));</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; OutputStream result = new DFSOutputStream(src, masked,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; overwrite, replication, blockSize, progress, buffersize,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; conf.getInt("io.bytes.per.checksum", 512));</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; leasechecker.put(src, result);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; return result;</p> <p>&nbsp; } </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

其中构造了一个DFSOutputStream，在其构造函数中，同过RPC调用NameNode的create来创建一个文件。  
当然，构造函数中还做了一件重要的事情，就是streamer.start()，也即启动了一个pipeline，用于写数据，在写入数据的过程中，我们会仔细分析。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>&nbsp; DFSOutputStream(String src, FsPermission masked, boolean overwrite, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; short replication, long blockSize, Progressable progress,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int buffersize, int bytesPerChecksum) throws IOException { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; this(src, blockSize, progress, bytesPerChecksum); </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; computePacketChunkSize(writePacketSize, bytesPerChecksum); </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; try { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; namenode.create(</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; src, masked, clientName, overwrite, replication, blockSize);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; } catch(RemoteException re) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; throw re.unwrapRemoteException(AccessControlException.class,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; QuotaExceededException.class);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; streamer.start();</p> <p>&nbsp; } </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 3.2、NameNode ##

NameNode的create函数调用namesystem.startFile函数，其又调用startFileInternal函数，实现如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>&nbsp; private synchronized void startFileInternal(String src,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; PermissionStatus permissions,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; String holder, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; String clientMachine, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; boolean overwrite,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; boolean append,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; short replication,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; long blockSize</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ) throws IOException { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; ......</p> <p>&nbsp;&nbsp; <strong>//创建一个新的文件，状态为under construction，没有任何data block与之对应</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp; long genstamp = nextGenerationStamp();</p> <p>&nbsp;&nbsp; INodeFileUnderConstruction newNode = dir.addFile(src, permissions,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; replication, blockSize, holder, clientMachine, clientNode, genstamp);</p> <p>&nbsp;&nbsp; ......</p> <p>&nbsp; } </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 3.3、客户端 ##

下面轮到客户端向新创建的文件中写入数据了，一般会使用FSDataOutputStream的write函数，最终会调用DFSOutputStream的writeChunk函数：

按照hdfs的设计，对block的数据写入使用的是pipeline的方式，也即将数据分成一个个的package，如果需要复制三分，分别写入DataNode 1, 2, 3，则会进行如下的过程：

*  首先将package 1写入DataNode 1
 *  然后由DataNode 1负责将package 1写入DataNode 2，同时客户端可以将pacage 2写入DataNode 1
 *  然后DataNode 2负责将package 1写入DataNode 3, 同时客户端可以讲package 3写入DataNode 1，DataNode 1将package 2写入DataNode 2
 *  就这样将一个个package排着队的传递下去，直到所有的数据全部写入并复制完毕

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>&nbsp; protected synchronized void writeChunk(byte[] b, int offset, int len, byte[] checksum) </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; throws IOException { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//创建一个package，并写入数据</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; currentPacket = new Packet(packetSize, chunksPerPacket, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; bytesCurBlock); </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; currentPacket.writeChecksum(checksum, 0, cklen);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; currentPacket.writeData(b, offset, len);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; currentPacket.numChunks++;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; bytesCurBlock += len; </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//如果此package已满，则放入队列中准备发送</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (currentPacket.numChunks == currentPacket.maxChunks ||</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; bytesCurBlock == blockSize) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ......</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; dataQueue.addLast(currentPacket);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//唤醒等待dataqueue的传输线程，也即DataStreamer</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; dataQueue.notifyAll();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; currentPacket = null;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ......</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp; } </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

DataStreamer的run函数如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>&nbsp; public void run() { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; while (!closed &amp;&amp; clientRunning) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Packet one = null;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; synchronized (dataQueue) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//如果队列中没有package，则等待</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; while ((!closed &amp;&amp; !hasError &amp;&amp; clientRunning </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &amp;&amp; dataQueue.size() == 0) || doSleep) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; try { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; dataQueue.wait(1000);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } catch (InterruptedException&nbsp; e) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; doSleep = false;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; try { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//得到队列中的第一个package</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; one = dataQueue.getFirst();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; long offsetInBlock = one.offsetInBlock;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//由NameNode分配block，并生成一个写入流指向此block</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (blockStream == null) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; nodes = nextBlockOutputStream(src); </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; response = new ResponseProcessor(nodes);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; response.start();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ByteBuffer buf = one.getBuffer();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//将package从dataQueue移至ackQueue,等待确认</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; dataQueue.removeFirst();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; dataQueue.notifyAll();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; synchronized (ackQueue) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ackQueue.addLast(one);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ackQueue.notifyAll();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//利用生成的写入流将数据写入DataNode中的block</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; blockStream.write(buf.array(), buf.position(), buf.remaining());</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (one.lastPacketInBlock) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; blockStream.writeInt(0); <strong>//表示此block写入完毕</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; blockStream.flush();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } catch (Throwable e) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ......</p> <p>&nbsp; } </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

其中重要的一个函数是nextBlockOutputStream，实现如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>&nbsp; private DatanodeInfo[] nextBlockOutputStream(String client) throws IOException { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; LocatedBlock lb = null;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; boolean retry = false;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; DatanodeInfo[] nodes;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; int count = conf.getInt("dfs.client.block.write.retries", 3);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; boolean success;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; do { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ......</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//由NameNode为文件分配DataNode和block</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; lb = locateFollowingBlock(startTime);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; block = lb.getBlock();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; nodes = lb.getLocations();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//创建向DataNode的写入流</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; success = createBlockOutputStream(nodes, clientName, false);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ......</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; } while (retry &amp;&amp; --count &gt;= 0);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; return nodes;</p> <p>&nbsp; } </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

locateFollowingBlock中通过RPC调用namenode.addBlock(src, clientName)函数

## 3.4、NameNode ##

NameNode的addBlock函数实现如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>&nbsp; public LocatedBlock addBlock(String src, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; String clientName) throws IOException { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; LocatedBlock locatedBlock = namesystem.getAdditionalBlock(src, clientName);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; return locatedBlock;</p> <p>&nbsp; } </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

FSNamesystem的getAdditionalBlock实现如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>&nbsp; public LocatedBlock getAdditionalBlock(String src, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; String clientName</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ) throws IOException { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; long fileLength, blockSize;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; int replication;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; DatanodeDescriptor clientNode = null;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; Block newBlock = null;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; ......</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//为新的block选择DataNode</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; DatanodeDescriptor targets[] = replicator.chooseTarget(replication,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; clientNode,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; null,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; blockSize);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; ......</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//得到文件路径中所有path的INode，其中最后一个是新添加的文件对的INode，状态为under construction</strong> </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; INode[] pathINodes = dir.getExistingPathINodes(src);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; int inodesLen = pathINodes.length;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; INodeFileUnderConstruction pendingFile&nbsp; = (INodeFileUnderConstruction) </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; pathINodes[inodesLen - 1];</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//为文件分配block, 并设置在那写DataNode上</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; newBlock = allocateBlock(src, pathINodes);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; pendingFile.setTargets(targets);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; ......</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; return new LocatedBlock(newBlock, targets, fileLength);</p> <p>&nbsp; } </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 3.5、客户端 ##

在分配了DataNode和block以后，createBlockOutputStream开始写入数据。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>&nbsp; private boolean createBlockOutputStream(DatanodeInfo[] nodes, String client,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; boolean recoveryFlag) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//创建一个socket，链接DataNode</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; InetSocketAddress target = NetUtils.createSocketAddr(nodes[0].getName());</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; s = socketFactory.createSocket();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int timeoutValue = 3000 * nodes.length + socketTimeout;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; s.connect(target, timeoutValue);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; s.setSoTimeout(timeoutValue);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; s.setSendBufferSize(DEFAULT_DATA_SOCKET_SIZE);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; long writeTimeout = HdfsConstants.WRITE_TIMEOUT_EXTENSION * nodes.length +</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; datanodeWriteTimeout;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; DataOutputStream out = new DataOutputStream(</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; new BufferedOutputStream(NetUtils.getOutputStream(s, writeTimeout), </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; DataNode.SMALL_BUFFER_SIZE));</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; blockReplyStream = new DataInputStream(NetUtils.getInputStream(s));</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//写入指令</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; out.writeShort( DataTransferProtocol.DATA_TRANSFER_VERSION );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; out.write( DataTransferProtocol.OP_WRITE_BLOCK );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; out.writeLong( block.getBlockId() );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; out.writeLong( block.getGenerationStamp() );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; out.writeInt( nodes.length );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; out.writeBoolean( recoveryFlag );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Text.writeString( out, client );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; out.writeBoolean(false);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; out.writeInt( nodes.length - 1 );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//注意，次循环从1开始，而非从0开始。将除了第一个DataNode以外的另外两个DataNode的信息发送给第一个DataNode, 第一个DataNode可以根据此信息将数据写给另两个DataNode</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; for (int i = 1; i &lt; nodes.length; i++) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; nodes[i].write(out);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; checksum.writeHeader( out );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; out.flush();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; firstBadLink = Text.readString(blockReplyStream);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (firstBadLink.length() != 0) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; throw new IOException("Bad connect ack with firstBadLink " + firstBadLink);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; blockStream = out;</p> <p>&nbsp; } </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

客户端在DataStreamer的run函数中创建了写入流后，调用blockStream.write将数据写入DataNode

## 3.6、DataNode ##

DataNode的DataXceiver中，收到指令DataTransferProtocol.OP\_WRITE\_BLOCK则调用writeBlock函数：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>&nbsp; private void writeBlock(DataInputStream in) throws IOException { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; DatanodeInfo srcDataNode = null;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//读入头信息</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; Block block = new Block(in.readLong(), </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; dataXceiverServer.estimateBlockSize, in.readLong());</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; int pipelineSize = in.readInt(); // num of datanodes in entire pipeline</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; boolean isRecovery = in.readBoolean(); // is this part of recovery?</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; String client = Text.readString(in); // working on behalf of this client</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; boolean hasSrcDataNode = in.readBoolean(); // is src node info present</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (hasSrcDataNode) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; srcDataNode = new DatanodeInfo();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; srcDataNode.readFields(in);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; int numTargets = in.readInt();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (numTargets &lt; 0) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; throw new IOException("Mislabelled incoming datastream.");</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//读入剩下的DataNode列表，如果当前是第一个DataNode，则此列表中收到的是第二个，第三个DataNode的信息，如果当前是第二个DataNode，则受到的是第三个DataNode的信息</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; DatanodeInfo targets[] = new DatanodeInfo[numTargets];</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; for (int i = 0; i &lt; targets.length; i++) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; DatanodeInfo tmp = new DatanodeInfo();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; tmp.readFields(in);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; targets[i] = tmp;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; DataOutputStream mirrorOut = null;&nbsp; // stream to next target</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; DataInputStream mirrorIn = null;&nbsp;&nbsp;&nbsp; // reply from next target</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; DataOutputStream replyOut = null;&nbsp;&nbsp; // stream to prev target</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; Socket mirrorSock = null;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; // socket to next target</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; BlockReceiver blockReceiver = null; // responsible for data handling</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; String mirrorNode = null;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; // the name:port of next target</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; String firstBadLink = "";&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; // first datanode that failed in connection setup</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; try { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//生成一个BlockReceiver, 其有成员变量DataInputStream in为从客户端或者上一个DataNode读取数据，还有成员变量DataOutputStream mirrorOut，用于向下一个DataNode写入数据，还有成员变量OutputStream out用于将数据写入本地。</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; blockReceiver = new BlockReceiver(block, in, </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; s.getRemoteSocketAddress().toString(),</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; s.getLocalSocketAddress().toString(),</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; isRecovery, client, srcDataNode, datanode);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; // get a connection back to the previous target</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; replyOut = new DataOutputStream(</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; NetUtils.getOutputStream(s, datanode.socketWriteTimeout));</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//如果当前不是最后一个DataNode，则同下一个DataNode建立socket连接</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (targets.length &gt; 0) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; InetSocketAddress mirrorTarget = null;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; // Connect to backup machine</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorNode = targets[0].getName();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorTarget = NetUtils.createSocketAddr(mirrorNode);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorSock = datanode.newSocket();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int timeoutValue = numTargets * datanode.socketTimeout;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int writeTimeout = datanode.socketWriteTimeout + </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (HdfsConstants.WRITE_TIMEOUT_EXTENSION * numTargets);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorSock.connect(mirrorTarget, timeoutValue);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorSock.setSoTimeout(timeoutValue);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorSock.setSendBufferSize(DEFAULT_DATA_SOCKET_SIZE);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//创建向下一个DataNode写入数据的流</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorOut = new DataOutputStream(</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; new BufferedOutputStream(</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; NetUtils.getOutputStream(mirrorSock, writeTimeout),</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; SMALL_BUFFER_SIZE));</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorIn = new DataInputStream(NetUtils.getInputStream(mirrorSock));</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorOut.writeShort( DataTransferProtocol.DATA_TRANSFER_VERSION );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorOut.write( DataTransferProtocol.OP_WRITE_BLOCK );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorOut.writeLong( block.getBlockId() );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorOut.writeLong( block.getGenerationStamp() );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorOut.writeInt( pipelineSize );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorOut.writeBoolean( isRecovery );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Text.writeString( mirrorOut, client );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorOut.writeBoolean(hasSrcDataNode);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (hasSrcDataNode) { // pass src node information</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; srcDataNode.write(mirrorOut);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorOut.writeInt( targets.length - 1 );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//此出也是从1开始，将除了下一个DataNode的其他DataNode信息发送给下一个DataNode</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; for ( int i = 1; i &lt; targets.length; i++ ) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; targets[i].write( mirrorOut );</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; blockReceiver.writeChecksumHeader(mirrorOut);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorOut.flush();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//使用BlockReceiver接受block</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; String mirrorAddr = (mirrorSock == null) ? null : mirrorNode;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; blockReceiver.receiveBlock(mirrorOut, mirrorIn, replyOut,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorAddr, null, targets.length);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ......</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; } finally { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; // close all opened streams</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; IOUtils.closeStream(mirrorOut);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; IOUtils.closeStream(mirrorIn);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; IOUtils.closeStream(replyOut);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; IOUtils.closeSocket(mirrorSock);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; IOUtils.closeStream(blockReceiver);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp; } </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

BlockReceiver的receiveBlock函数中，一段重要的逻辑如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>&nbsp; void receiveBlock(</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; DataOutputStream mirrOut, // output to next datanode</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; DataInputStream mirrIn,&nbsp;&nbsp; // input from next datanode</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; DataOutputStream replyOut,&nbsp; // output to previous datanode</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; String mirrAddr, BlockTransferThrottler throttlerArg,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int numTargets) throws IOException { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ......</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//不断的接受package，直到结束</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; while (receivePacket() &gt; 0) {}</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (mirrorOut != null) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; try { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorOut.writeInt(0); // mark the end of the block</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorOut.flush();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } catch (IOException e) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; handleMirrorOutError(e);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ......</p> <p>&nbsp; } </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

BlockReceiver的receivePacket函数如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>&nbsp; private int receivePacket() throws IOException { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//从客户端或者上一个节点接收一个package</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; int payloadLen = readNextPacket();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; buf.mark();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; //read the header</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; buf.getInt(); // packet length</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; offsetInBlock = buf.getLong(); // get offset of packet in block</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; long seqno = buf.getLong();&nbsp;&nbsp;&nbsp; // get seqno</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; boolean lastPacketInBlock = (buf.get() != 0);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; int endOfHeader = buf.position();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; buf.reset();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; setBlockPosition(offsetInBlock);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//将package写入下一个DataNode</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (mirrorOut != null) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; try { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorOut.write(buf.array(), buf.position(), buf.remaining());</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mirrorOut.flush();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } catch (IOException e) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; handleMirrorOutError(e);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; buf.position(endOfHeader);&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; int len = buf.getInt();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; offsetInBlock += len;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; int checksumLen = ((len + bytesPerChecksum - 1)/bytesPerChecksum)*</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; checksumSize;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; int checksumOff = buf.position();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; int dataOff = checksumOff + checksumLen;</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; byte pktBuf[] = buf.array();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; buf.position(buf.limit()); // move to the end of the data.</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; ......</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>//将数据写入本地的block</strong></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; out.write(pktBuf, dataOff, len);</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; /// flush entire packet before sending ack</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; flush();</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; // put in queue for pending acks</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (responder != null) { </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ((PacketResponder)responder.getRunnable()).enqueue(seqno,</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; lastPacketInBlock); </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; }</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp; return payloadLen;</p> <p>&nbsp; } </p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

转载于:https://www.cnblogs.com/licheng/archive/2011/02/18/1957729.html

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