hadoop源代码分析——block管理（一）

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6.1 block allocation

6.1.1 block allocation概览

客户端使用DFSOutputStream调用namenode的addBlock（）（RPC方法），之后namenode调用nameSystem的getAdditionalBlock函数，传递文件名和客户端。

public LocatedBlock getAdditionalBlock(String src,
String clientName
) throws IOException {
//忽略了一部分检测

INodeFileUnderConstruction pendingFile  = checkLease(src, clientName);

//
// If we fail this, bad things happen!
//
if (!checkFileProgress(pendingFile, false)) {
throw new NotReplicatedYetException("Not replicated yet:" + src);
}
fileLength = pendingFile.computeContentSummary().getLength();
blockSize = pendingFile.getPreferredBlockSize();
clientNode = pendingFile.getClientNode();
replication = (int)pendingFile.getReplication();
}

// choose targets for the new block tobe allocated.
DatanodeDescriptor targets[] = replicator.chooseTarget(replication,
clientNode,
null,
blockSize);
if (targets.length < this.minReplication) {
throw new IOException("File " + src + " could only be replicated to " +
targets.length + " nodes, instead of " +
minReplication);
}

// Allocate a new block and record it in the INode.
synchronized (this) {
INode[] pathINodes = dir.getExistingPathINodes(src);//返回路径上的所有节点，最后一个是叶子节点（如果src指向文件的话）
int inodesLen = pathINodes.length;
checkLease(src, clientName, pathINodes[inodesLen-1]);
INodeFileUnderConstruction pendingFile  = (INodeFileUnderConstruction)
pathINodes[inodesLen - 1];

if (!checkFileProgress(pendingFile, false)) {
throw new NotReplicatedYetException("Not replicated yet:" + src);
}

// allocate new block record block locations in INode.
newBlock = allocateBlock(src, pathINodes);
pendingFile.setTargets(targets);

for (DatanodeDescriptor dn : targets) {
dn.incBlocksScheduled();
}//表示这个datanode中需要被处理的block多了一个。
}

// Create next block
return new LocatedBlock(newBlock, targets, fileLength);
}

这个函数经过一系列检测之后，调用replicator.chooseTarget把block都分配好了（下面详说），之后进行封装返回。注意此时的block还未在硬盘上进行存储，即现在只是绑定了block和它所属的file。在函数调用路径中有这样一段：

namesystem.blocksMap.addINode(block, fileNode);
BlockInfo blockInfo = namesystem.blocksMap.getStoredBlock(block);
fileNode.addBlock(blockInfo);

可以看出来，现在只是绑定了block和file（即INode）。然后在getAdditionalBlock函数中pendingFile.setTargets(targets)，设置好了这个block需要复制到的目标。

6.1.2 block allocation算法

好了，看完了整体，接下来就看看block是如何分配的吧，确切的说是block的target（datanode）是如何分配的。从ReplicationTargetChooser的chooseTarget看起。这里不分析整个调用栈，只取出其关键的部分来讨论，考虑第一次分配调用的情况。

DatanodeDescriptor[] chooseTarget(int numOfReplicas,
DatanodeDescriptor writer,
List choosenNodes,
List excludedNodes,
long blocksize) {
//忽略一些

if (!clusterMap.contains(writer)) {
writer=null;
}//在一般情况下，客户端不是datanode，所以这个一般会成立。
//关键的部分
DatanodeDescriptor localNode = chooseTarget(numOfReplicas, writer,
excludedNodes, blocksize, maxNodesPerRack, results);

results.removeAll(choosenNodes);

// sorting nodes to form a pipeline 按照距离设置
return getPipeline((writer==null)?localNode:writer,
results.toArray(new DatanodeDescriptor[results.size()]));
}

关键部分拿下来：

private DatanodeDescriptor chooseTarget(int numOfReplicas,
DatanodeDescriptor writer,
List excludedNodes,
long blocksize,
int maxNodesPerRack,
List results) {

//忽略非第一次的判定部分

int numOfResults = results.size();//第一次分配时，size 是0
boolean newBlock = (numOfResults==0);
if (writer == null && !newBlock) {
writer = (DatanodeDescriptor)results.get(0);
}

try {
switch(numOfResults) {
case 0:
writer = chooseLocalNode(writer, excludedNodes,
blocksize, maxNodesPerRack, results);
//在一般的客户端不是datanode的情况下，这里仅仅随机选取了一个datanode作为本地node，也就是primary（待定）
if (--numOfReplicas == 0) {
break;
}
//……忽略达不到的部分
default:
chooseRandom(numOfReplicas, NodeBase.ROOT, excludedNodes,
blocksize, maxNodesPerRack, results);//随机选取了其余的target
}
} catch (NotEnoughReplicasException e) {
FSNamesystem.LOG.warn("Not able to place enough replicas, still in need of "
+ numOfReplicas);
}
return writer;
}

这些函数综合起来，也就说在首次分配的时候，首先随机选取了一个datanode作为primary，之后随机选取了一些datanode作为target。这里并未体现复杂的分配算法，后续的调整部分可能会有。