一、文件讀取

Client向NameNode發起RPC請求，來確定請求文件block所在的位置；

NameNode會視情況返回文件的部分或者全部block列表，對于每個block，NameNode 都會返回含有該 block
副本的 DataNode 地址； 這些返回的 DN 地址，會按照集群拓撲結構得出 DataNode
與客戶端的距離，然后進行排序，排序兩個規則：網絡拓撲結構中距離 Client 近的排靠前；心跳機制中超時匯報的 DN 狀態為
STALE，這樣的排靠后；

Client 選取排序靠前的 DataNode 來讀取
block，如果客戶端本身就是DataNode,那么將從本地直接獲取數據(短路讀取特性)；

底層上本質是建立 Socket Stream（FSDataInputStream），重復的調用父類 DataInputStream
的 read 方法，直到這個塊上的數據讀取完畢；

當讀完列表的 block 后，若文件讀取還沒有結束，客戶端會繼續向NameNode 獲取下一批的 block 列表；

讀取完一個 block 都會進行 checksum 驗證，如果讀取 DataNode 時出現錯誤，客戶端會通知
NameNode，然后再從下一個擁有該 block 副本的DataNode 繼續讀。

read 方法是并行的讀取 block 信息，不是一塊一塊的讀取；NameNode
只是返回Client請求包含塊的DataNode地址，并不是返回請求塊的數據；

最終讀取來所有的 block 會合并成一個完整的最終文件。

二、文件寫入

1.client發起文件上傳請求，通過RPC與NameNode建立通訊，NameNode檢查目標文件是否已存在，父目錄是否存在，返回是否可以上傳；
2. client請求第一個block該傳輸到哪些DataNode服務器上；
3. NameNode根據配置文件中指定的備份數量及機架感知原理進行文件分配，返回可用的DataNode的地址如：A，B，C；
注：Hadoop在設計時考慮到數據的安全與高效，數據文件默認在HDFS上存放三份，存儲策略為本地一份，同機架內其它某一節點上一份，不同機架的某一節點上一份。
4. client請求3臺DataNode中的一臺A上傳數據（本質上是一個RPC調用，建立pipeline），A收到請求會繼續調用B，然后B調用C，將整個pipeline建立完成，后逐級返回client；
5. client開始往A上傳第一個block（先從磁盤讀取數據放到一個本地內存緩存），以packet為單位（默認64K），A收到一個packet就會傳給B，B傳給C；A每傳一個packet會放入一個應答隊列等待應答。
6. 數據被分割成一個個packet數據包在pipeline上依次傳輸，在pipeline反方向上，逐個發送ack（命令正確應答），最終由pipeline中第一個DataNode節點A將pipelineack發送給client;
7. 當一個block傳輸完成之后，client再次請求NameNode上傳第二個block到服務器。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的HDFS-文件读写过程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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