spark 1.6.0 core源码分析3 Master HA

在Master启动过程中，首先调用了 netty on Start方法。

override def onStart(): Unit = {
logInfo("Starting Spark master at " + masterUrl)
logInfo(s"Running Spark version ${org.apache.spark.SPARK_VERSION}")
webUi = new MasterWebUI(this, webUiPort)
webUi.bind()
masterWebUiUrl = "http://" + masterPublicAddress + ":" + webUi.boundPort //这里会启一个定时调度，检查timeout的worker进程。如果有worker超时，则将状态置为DEAD，并清理一些内存中关于该worker的信息。如果该worker中有Executor进程，则向driver发送ExecutorUpdated消息，表明该Executor也已经不可用了。如果该worker中有Driver进程，且配置driver是可以relaunch的，则重新调度在可用的worker节点上启动，不然的话就删除该Driver的内存信息。只有在该worker超时很多次之后，才真正删除，之前其实只是让该worker不被选中执行任务而已。
checkForWorkerTimeOutTask = forwardMessageThread.scheduleAtFixedRate(new Runnable {
override def run(): Unit = Utils.tryLogNonFatalError {
self.send(CheckForWorkerTimeOut)
}
}, 0, WORKER_TIMEOUT_MS, TimeUnit.MILLISECONDS)

if (restServerEnabled) {
val port = conf.getInt("spark.master.rest.port", 6066)
restServer = Some(new StandaloneRestServer(address.host, port, conf, self, masterUrl))
}
restServerBoundPort = restServer.map(_.start())

masterMetricsSystem.registerSource(masterSource)
masterMetricsSystem.start()
applicationMetricsSystem.start()
// Attach the master and app metrics servlet handler to the web ui after the metrics systems are
// started.
masterMetricsSystem.getServletHandlers.foreach(webUi.attachHandler)
applicationMetricsSystem.getServletHandlers.foreach(webUi.attachHandler)

val serializer = new JavaSerializer(conf) //master ha 过程
val (persistenceEngine_, leaderElectionAgent_) = RECOVERY_MODE match {
case "ZOOKEEPER" =>
logInfo("Persisting recovery state to ZooKeeper")
val zkFactory =
new ZooKeeperRecoveryModeFactory(conf, serializer)
(zkFactory.createPersistenceEngine(), zkFactory.createLeaderElectionAgent(this))
case "FILESYSTEM" =>
val fsFactory =
new FileSystemRecoveryModeFactory(conf, serializer)
(fsFactory.createPersistenceEngine(), fsFactory.createLeaderElectionAgent(this))
case "CUSTOM" =>
val clazz = Utils.classForName(conf.get("spark.deploy.recoveryMode.factory"))
val factory = clazz.getConstructor(classOf[SparkConf], classOf[Serializer])
.newInstance(conf, serializer)
.asInstanceOf[StandaloneRecoveryModeFactory]
(factory.createPersistenceEngine(), factory.createLeaderElectionAgent(this))
case _ =>
(new BlackHolePersistenceEngine(), new MonarchyLeaderAgent(this))
}
persistenceEngine = persistenceEngine_
leaderElectionAgent = leaderElectionAgent_
}

上面的persistenceEngine_封装了在zk中读写元数据信息，以及序列化反序列化的接口

leaderElectionAgent_封装了master的选举过程，见下面代码注释中的解释

[java] view plain copy private[master] class ZooKeeperLeaderElectionAgent(val masterActor: LeaderElectable,  
    conf: SparkConf) extends LeaderLatchListener with LeaderElectionAgent with Logging  {  
  
  //依赖zk中的一个节点来判断选主  
  val WORKING_DIR = conf.get("spark.deploy.zookeeper.dir", "/spark") + "/leader_election"  
  
  private var zk: CuratorFramework = _  
  private var leaderLatch: LeaderLatch = _  
  private var status = LeadershipStatus.NOT_LEADER  
  
  //构造这个对象之后就调用了start方法  
  start()  
  //leaderLatch.start()一旦调用，LeaderLatch会和其它使用相同latch path的其它LeaderLatch交涉，然后随机的选择其中一个作为leader  
  private def start() {  
    logInfo("Starting ZooKeeper LeaderElection agent")  
    zk = SparkCuratorUtil.newClient(conf)  
    leaderLatch = new LeaderLatch(zk, WORKING_DIR)  
    leaderLatch.addListener(this)  
    leaderLatch.start()  
  }  
  
  override def stop() {  
    leaderLatch.close()  
    zk.close()  
  }  
  
  //当一个master被选为主时，isLeader方法被回调，说明在这一轮选举中胜出  
  override def isLeader() {  
    synchronized {  
      // could have lost leadership by now.  
      if (!leaderLatch.hasLeadership) {  
        return  
      }  
  
      logInfo("We have gained leadership")  
      updateLeadershipStatus(true)  
    }  
  }  
  
  //当一个master被选为备时，notLeader方法被回调，说明在这一轮选举中落败  
  override def notLeader() {  
    synchronized {  
      // could have gained leadership by now.  
      if (leaderLatch.hasLeadership) {  
        return  
      }  
  
      logInfo("We have lost leadership")  
      updateLeadershipStatus(false)  
    }  
  }  
  private def updateLeadershipStatus(isLeader: Boolean) {  
    //当一个master之前状态为备，目前被选为主  
    if (isLeader && status == LeadershipStatus.NOT_LEADER) {  
      status = LeadershipStatus.LEADER  
      masterActor.electedLeader()//调用master类的electedLeader方法      
      //当一个master之前状态为主，目前被选为备  
    } else if (!isLeader && status == LeadershipStatus.LEADER) {  
      status = LeadershipStatus.NOT_LEADER  
      masterActor.revokedLeadership()//调用master类的revokedLeadership方法      
    }  
  }  
  
  private object LeadershipStatus extends Enumeration {  
    type LeadershipStatus = Value  
    val LEADER, NOT_LEADER = Value  
  }  
}  
继续查看master中的逻辑

[java] view plain copy override def receiveWithLogging: PartialFunction[Any, Unit] = {  
  case ElectedLeader => {  
    //既然之前是备，现在想变成主，就需要读取zk中的必要的信息来构造元数据  
    val (storedApps, storedDrivers, storedWorkers) = persistenceEngine.readPersistedData()  
    state = if (storedApps.isEmpty && storedDrivers.isEmpty && storedWorkers.isEmpty) {  
      RecoveryState.ALIVE//如果没有任何元数据需要构造，则直接置为alive状态  
    } else {  
      RecoveryState.RECOVERING//不然需要置为恢复中  
    }  
    logInfo("I have been elected leader! New state: " + state)  
    if (state == RecoveryState.RECOVERING) {  
      beginRecovery(storedApps, storedDrivers, storedWorkers)//见下面介绍  
      recoveryCompletionTask = context.system.scheduler.scheduleOnce(WORKER_TIMEOUT millis, self,  
        CompleteRecovery)  
    }  
  }  
  
  case CompleteRecovery => completeRecovery()  
  
  //之前是主，现在被置为备了，不需要额外操作，退出即可  
  case RevokedLeadership => {  
    logError("Leadership has been revoked -- master shutting down.")  
    System.exit(0)  
  }  
开始恢复

[java] view plain copy private def beginRecovery(storedApps: Seq[ApplicationInfo], storedDrivers: Seq[DriverInfo],  
    storedWorkers: Seq[WorkerInfo]) {  
  for (app <- storedApps) {  
    logInfo("Trying to recover app: " + app.id)  
    try {  
      registerApplication(app)//将读到的app加载到内存  
      app.state = ApplicationState.UNKNOWN//状态置为unknown  
      app.driver.send(MasterChanged(self, masterWebUiUrl))//向driver发送MasterChanged消息  
    } catch {  
      case e: Exception => logInfo("App " + app.id + " had exception on reconnect")  
    }  
  }  
  
  for (driver <- storedDrivers) {  
    // Here we just read in the list of drivers. Any drivers associated with now-lost workers  
    // will be re-launched when we detect that the worker is missing.  
    drivers += driver//将读到的driver加载到内存  
  }  
  
  for (worker <- storedWorkers) {  
    logInfo("Trying to recover worker: " + worker.id)  
    try {  
      registerWorker(worker)//将读到的worker信息加载到内存  
      worker.state = WorkerState.UNKNOWN//同样状态需要置为unknown，需要等到worker发送消息过来之后才能认为该worker是可用的  
      wworker.endpoint.send(MasterChanged(self, masterWebUiUrl))//向worker发送MasterChanged消息  
    } catch {  
      case e: Exception => logInfo("Worker " + worker.id + " had exception on reconnect")  
    }  
  }  
}  
看driver端收到MasterChanged消息会发生什么？在AppClient.scala中

只有主master会发送MasterChanged消息，所以这里的masterUrl肯定是新的主master的

[java] view plain copy case MasterChanged(masterUrl, masterWebUiUrl) =>  
  logInfo("Master has changed, new master is at " + masterUrl)  
  //收到这个消息之后，driver需要修改之前保存的master信息，用于之后向新的master通信  
  changeMaster(masterUrl)  
  alreadyDisconnected = false  
  sender ! MasterChangeAcknowledged(appId)//向master反馈MasterChangeAcknowledged消息  

master这时会收到所有app中driver发来的消息，我们看master收到MasterChangeAcknowledged消息的处理方式，参数为appId

[java] view plain copy case MasterChangeAcknowledged(appId) => {  
  idToApp.get(appId) match {  
    case Some(app) =>  
      logInfo("Application has been re-registered: " + appId)  
      app.state = ApplicationState.WAITING  //收到消息后将app状态置为WAITING  
    case None =>  
      logWarning("Master change ack from unknown app: " + appId)  
  }  
  
  if (canCompleteRecovery) { completeRecovery() }  //这个只是优先判断消息处理是否都结束了，这样就不用等待worker_timeout的时间间隔再调用completeRecovery了  
}  

看worker端收到MasterChanged消息会发生什么？在Worker.scala中

[java] view plain copy case MasterChanged(masterUrl, masterWebUiUrl) =>  
  logInfo("Master has changed, new master is at " + masterUrl)  
  changeMaster(masterUrl, masterWebUiUrl)//同上  
  
//master不与Executor交互，所以需要worker来告诉master关于Executor的信息  
val execs = executors.values.  
    map(e => new ExecutorDescription(e.appId, e.execId, e.cores, e.state))  
  sender ! WorkerSchedulerStateResponse(workerId, execs.toList, drivers.keys.toSeq)  

继续看master中的处理逻辑

[java] view plain copy case WorkerSchedulerStateResponse(workerId, executors, driverIds) => {  
  idToWorker.get(workerId) match {  
    case Some(worker) =>  
      logInfo("Worker has been re-registered: " + workerId)  
      worker.state = WorkerState.ALIVE //这时可以将之前worker状态unknown修改为ALIVE，代表该worker可用  
  
      //将接受到的Executor信息更新到相关的app，worker中  
      val validExecutors = executors.filter(exec => idToApp.get(exec.appId).isDefined)  
      for (exec <- validExecutors) {  
        val app = idToApp.get(exec.appId).get  
        val execInfo = app.addExecutor(worker, exec.cores, Some(exec.execId))  
        worker.addExecutor(execInfo)  
        execInfo.copyState(exec)  
      }  
  
      //将master中driver信息更新，状态置为RUNNING  
      for (driverId <- driverIds) {  
        drivers.find(_.id == driverId).foreach { driver =>  
          driver.worker = Some(worker)  
          driver.state = DriverState.RUNNING  
          worker.drivers(driverId) = driver  
        }  
      }  
    case None =>  
      logWarning("Scheduler state from unknown worker: " + workerId)  
  }  
  
  if (canCompleteRecovery) { completeRecovery() }  //同上  
}  

这一切都处理完毕之后，看master的completeRecovery，这个是在beginRecovery调用之后，在延迟worker_timeout时间之后调用，一般情况下，上面的消息来回发送处理应该都已经结束了

[java] view plain copy private def completeRecovery() {  
  // Ensure "only-once" recovery semantics using a short synchronization period.  
  synchronized {  
    if (state != RecoveryState.RECOVERING) { return }  
    state = RecoveryState.COMPLETING_RECOVERY//状态置为恢复完成  
  }  
  
  // Kill off any workers and apps that didn't respond to us.  
  //清理在这个worker_timeout间隔过后还未处理成功的worker和app  
  workers.filter(_.state == WorkerState.UNKNOWN).foreach(removeWorker)  
  apps.filter(_.state == ApplicationState.UNKNOWN).foreach(finishApplication)  
  
  // Reschedule drivers which were not claimed by any workers  
  //在一番消息通信之后，本应该在driver中更新的worker信息不见了，则重启driver或者删除  
  drivers.filter(_.worker.isEmpty).foreach { d =>  
    logWarning(s"Driver ${d.id} was not found after master recovery")  
    if (d.desc.supervise) {  
      logWarning(s"Re-launching ${d.id}")  
      relaunchDriver(d)  
    } else {  
      removeDriver(d.id, DriverState.ERROR, None)  
      logWarning(s"Did not re-launch ${d.id} because it was not supervised")  
    }  
  }  
  
  state = RecoveryState.ALIVE  //这时恢复状态真正结束了  
  schedule() //整个选主流程结束时候，重新调度一次  
  logInfo("Recovery complete - resuming operations!")  
}