分布式文件系统HDFS名字节点

本节讨论的都在hdfs工程中server.namenode包下

名字节点维护两个重要关系：

1. 文件系统的文件目录树，文件的数据块索引（文件与数据块的对应列表）

2. 数据块与数据节点（datanode）的对应关系

一 文件系统目录树

1. 主要的类

INode是hdfs对文件和目录的抽象，早期版本是保存了文件和目录的名称name这一属性的，在2.X版本中，没有这个属性了。INode中有parent（父目录）属性，设置和获取用户名，组名，权限的方法。还有一些判断是不是根目录之类的操作。

INodeDirectory通过继承INodeWithAdditionalFields间接继承了INode，抽象了HDFS的目录。里面保存了一组文件和其他一些目录，还有removeChild方法（删除目录中的文件或目录，当然如果是目录，他最终会遍历删除子项），对应的还有addChild。

同样的，INodeFile也通过INodeWithAdditionalFields继承了INode，他是关闭了的文件的一种抽象，包含了两个文件的属性：长整型的header，类型为BlockInfo的数据块集合。header保存了副本数和数据块的大小；BlockInfo继承自Block，里面保存了数据块和文件，数据块和数据节点的关系。

2. 物理信息

内存中的HDFS目录树和文件、目录元数据由INode和子类保存。只要节点宕机，这些就没了，所以命名空间镜像和编辑日志是保存在磁盘上的。空间镜像的实现类是FSImage，是内存元数据和磁盘元数据的桥梁。某一时刻，内存元数据导到磁盘上而后就通过将改动保存在日志中。

${dfs.namenode.name.dir}目录下有三个目录和一个文件，文件是in_use.lock（使用锁），current和image目录是hdfs是namenode格式化时产生的，在集群运行一段时间后会创建检查点previous.checkpoint目录。空间镜像和编辑日志保存在current目录下，0.13的版本是将镜像fsimage放在image目录下的，为了兼容性，所以image目录下也有镜像（同样的还有数据节点storage目录下也是为了兼容，知道就行了）。current目录下的4个文件分别是fsimage，edits，fstime，VERSION。

数据节点中，由DataStorage和FSDataset管理存储空间。名字节点是由FSImage和FSEditLog两个类完成的。FSImage负责空间镜像的保存和加载，与第二名字节点合作，执行检查点。以前，FSImage是继承Storage的，现在只是实现了Closeable。FSEditLog记录了对元数据的修改，因为不断产生日志，所以他依赖于输出流。

关于输出

FSImage有个saveFSImage方法，首先输出镜像文件的文件头，包括命名空间镜像格式的版本号、存储系统标识、节点数、数据块版本。然后使用saveINode2Image输出根节点，使用saveImage保存目录树的其他节点。

编辑日志被抽象成了只允许添加数据的输出流。EditLogOutputStream抽象了日志输出流，它的一个子类EditLogFileOutputStream用于将日志写往磁盘文件。

关于输入

FSImage.loadFSImage（）读取命名空间镜像，并将它更新到内存元数据中。FSEditLog.loadFSEdits（）则加载编辑日志，重放并应用日志记录的操作。

二数据块和数据节点管理

明天再写吧，也不知道继续研究源码会不会是个对的决策。