分布式存储-HDFS

分布式存储-HDFS 一.特点

• 高容错和高可用性
• 流式数据访问
• d性存储,支持大规模数据集
• 简答一致性模型(一次写,多次读)
• 移动计算而非移动数据
• 协议和接口多样
• 多样的数据管理功能

二.架构设计 2.1核心组件

• NameNode(NN)
• 元数据管理者,管理NameSpace(文件系统命名空间)记录文件是如何切分并存储在那些节点上的一些信息
• NameSpace上任何属性的更改都由NameNode记录,维护整个系统的文件和目录.
• DataNode(DN)
• DN是文件系统的工作节点,根据客户端或者NameNode发送的管理指令,执行对应的读写 *** 作
• 通过心跳检测机制定期向NameNode发送自身存储块的信息
• Client
• Client代表用户与NN或者DN进行交互
• 用户面向Client 的API编程

2.2架构图
三.读文件写文件流程 3.1读文件流程

客户端首先向NameNode发起读文件请求
NN将该文件的分块信息,存储位置信息返回给客户端
客户端依据NN返回来的元数据向DataNode并行读取文件

3.2写文件流程

• 第一步:客户端向NN发起写文件请求,NN检测可写的节点信息,如果文件较大进行分块处理(客户端申请的时候是一个块一个块的申请),比如有三个副本,每次NN只返回一个block块的三个副本位置信息.
• 第二步:客户端获取到对应block块所处的DN节点位置后,客户端开始写 *** 作,首先向第一个DN写,以数据包的形式发送,存在多个副本的时候,包的写入是依次进行的,写入第一个DN后,第一个DN会向第二个DN写数据依次进行,写完第一个block后,再重复进行第一步和第二步
• 第三步:等待所有的块写完后,客户端接收到全部写完的ack回复,然后关闭socket流.DN向NN报告新增的block块信息.

四.HDFS高可用性的措施

• 冗余备份
• 核心文件备份
• 跨机架存储
• 心跳检测机制
• 安全模式
• 数据完整性校验
• 空间回收(防止误删)

五.常用的HDFS命令 5.1分类
5.2文件系统 *** 作命令

以下命令都以hdfs dfs 开头

5.3文件系统管理命令

以下均以hdfs dfsadmin开头

六.HDFS javaAPI的应用

6.1.Demo开发流程

• 要求:需要使用java读取hdfs的一个文本文件,并将其内容打印在出来
  • 环境准备
    • maven环境准备
      • 引入hdfs依赖
      • 打包配置:配置主类
• 代码编写
  • 定义路径
  • 读取文件并返回一个字符串
    • 创建配置类对象Configuration conf
    • 创建文件 *** 作对象FileSystem fs = FileSystem.open(conf)
    • 获取文件输入流 fs.open(new Path(路径))
    • 将输入流转换成字节数组输出流
    • 将字节数组输出流转换成字符串
  • 打印到控制台
• 上线测试

6.2代码实现

pom配置文件

    4.0.0

    com.fjh
    readFromHDFS
    1.0-SNAPSHOT

    
        8
        8
    

    
        
        
            org.apache.hadoop
            hadoop-client
            2.7.4
            provided
        
    
    
        HDFSUtil
        
            
                maven-compiler-plugin
                2.3.2
                
                    1.8
                    1.8
                    UTF-8
                
            
            
                maven-assembly-plugin
                
                    
                        jar-with-dependencies
                    
                    
                        
                            com.fjh.Main
                        
                    
                
                
                    
                        make-assembly
                        package
                        
                            assembly
                        
                    
                
            
        
    

java代码

package com.fjh.util;

import com.fjh.config.Config;
import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.fs.FSDataInputStream;
import org.apache.hadoop.fs.FileSystem;
import org.apache.hadoop.fs.Path;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.charset.StandardCharsets;



public class ReadUtil {

    public static String readWithPath(String path) throws Exception {
        //非空校验
        if(path==null||path.trim().length()==0){
            throw new Exception("路径不能为空");
        }
        //获取hdfs的输入流
        byte[] context = getInputStreamFromHDFSWithPath(path);
        //返回字符串
        return new String(context, StandardCharsets.UTF_8);
    }
    //获取hdfs的文件输入流
    public static byte[] getInputStreamFromHDFSWithPath(String path) throws Exception {
        //非空校验
        if(path==null||path.trim().length()==0){
            throw new Exception("路径不能为空");
        }
        //通过配置对象创建文件 *** 作系统
        FileSystem fs = FileSystem.get(Config.conf);
        //创建HDFS文件路径
        Path file = new Path(path);
        //获取流
        FSDataInputStream inputStream = fs.open(file);
        //将流转换成字节数组
        //创建一个缓存流
        byte[] buf = new byte[10*1024];
        //每次读取的长度
        int readLength = 0;
        //输出流
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        //开始读取流到输出流
        while((readLength=inputStream.read(buf))>0){
            //读多少写多少,防止多写
            bos.write(buf,0,readLength);
        }
        inputStream.close();
        bos.close();
        return bos.toByteArray();

    }

}