Hadoop源码学习笔记之NameNode启动场景流程三：FSNamesystem初始化源码剖析

上篇内容分析了http server的启动代码，这篇文章继续从initialize()方法中按执行顺序进行分析。内容仍是分为三大块：

1、源码调用关系分析

2、伪代码执行流程

3、代码图解

 

1、源码调用关系分析

　　上一篇内容是NameNode启动http server的分析，是根据锁定NameNode的main()入口，发现了该入口仅有两行核心代码，先进入到了第一行核心代码

　　createNameNode()中，发现默认状况是new了一个NameNode对象。在NameNode的构造方法中，有一些很重要的初始化操做，好比启动

　　http server、加载元数据、初始化rpc server、安全模式检查等。

　　废话很少说，前面的NameNode.main()、createNameNode()、new NameNode()都再也不赘述、直接从initialize()提及：

protected void initialize(Configuration conf) throws IOException { // 能够经过找到下面变量名的映射，在hdfs-default.xml中找到对应的配置
  if (conf.get(HADOOP_USER_GROUP_METRICS_PERCENTILES_INTERVALS) == null) { String intervals = conf.get(DFS_METRICS_PERCENTILES_INTERVALS_KEY); if (intervals != null) { conf.set(HADOOP_USER_GROUP_METRICS_PERCENTILES_INTERVALS, intervals); } } ...... // 核心代码：启动HttpServer
  if (NamenodeRole.NAMENODE == role) { startHttpServer(conf); } this.spanReceiverHost = SpanReceiverHost.getInstance(conf); // 核心代码：FSNamesystem初始化
 loadNamesystem(conf); // 核心代码：后面rpc server启动流程篇研究
  rpcServer = createRpcServer(conf); ...... // 核心代码：启动一些服务组件，包括rpc server等
 startCommonServices(conf); }

　　本篇内容主要是关于管理磁盘元数据的FSNamesystem初始化流程，因此从方法名便可推测loadNamesystem()是须要咱们重点关注的核心中的核心。

　　点进去：

protected void loadNamesystem(Configuration conf) throws IOException { // 核心代码：从磁盘上加载元数据，loadFromDisk()就是从磁盘上读取fsimage和edits文件。
    this.namesystem = FSNamesystem.loadFromDisk(conf); }

　　咱们都知道NameNode的功能之一是，在NameNode启动的时候，会将磁盘上的fsimage和edits两个文件都读取到内存中进行合并，造成一份最新的

　　元数据。这份最新的元数据放在哪呢？实际上是放在了内存中由FSNamesystem进行管理。真的是这样的吗？咱们继续往下看，进入到loadFromDisk()：

 /** * Instantiates an FSNamesystem loaded from the image and edits * directories specified in the passed Configuration. * * @param conf the Configuration which specifies the storage directories * from which to load * @return an FSNamesystem which contains the loaded namespace * @throws IOException if loading fails */
  static FSNamesystem loadFromDisk(Configuration conf) throws IOException { checkConfiguration(conf); // 核心代码：构造一个FSImage对象，从NamespaceDirs、NamespaceEditsDirs指定的路径加载
    FSImage fsImage = new FSImage(conf, // 默认是从 DFS_NAMENODE_NAME_DIR_KEY 加载fsimage文件
 FSNamesystem.getNamespaceDirs(conf), // 默认是从 DFS_NAMENODE_EDITS_DIR_KEY 加载edits文件
 FSNamesystem.getNamespaceEditsDirs(conf)); // 核心代码：根据指定了fsimage和edits文件路径的fsimage对象，实例化FSNamesystem对象
    FSNamesystem namesystem = new FSNamesystem(conf, fsImage, false); StartupOption startOpt = NameNode.getStartupOption(conf); if (startOpt == StartupOption.RECOVER) { namesystem.setSafeMode(SafeModeAction.SAFEMODE_ENTER); } 　　 ...try { // 核心代码：从磁盘上加载数据，在内存中合并数据 // 在NameNode刚启动的时候，会从磁盘读取fsimage和edits文件到内存中，合并为一份最新的 // 元数据，而后将这份新的元数据写出到磁盘替换以前旧的fsimage。而后，还会从新打开一个 // 空的edits文件，以供接下来的元数据变更日志写入。这个loadFSImage()主要就是干了这么一件事情 // 会在namenode元数据管理研究时进行深刻详细剖析。
 namesystem.loadFSImage(startOpt); } catch (IOException ioe) { ... }
　　 ... return namesystem; }

　　首先这个loadFromDisk()有一段注释，将这个方法的功能和目的说的也很明白了：根据配置文件指定的路径，实例化一个从image和edits加载元数据

　　的FSNamesystem对象。下面开始分析核心代码，这段有3行核心代码：

　　fsimage = new FSImage(conf, NameSpaceDirs, NameSpaceEditsDirs);

　　　　这行代码是构造了一个FSImage对象，从NameSpaceDirs, NameSpaceEditsDirs分别

　　　　读取fsimage和edits文件。其中NameSpaceDirs和NameSpaceEditsDirs通过溯源分别对应 dfs.namenode.name.dir 和 

　　　　dfs.namenode.shared.edits.dir，这两个属性均可以在hdfs-default.xml中查看和配置。

　　FSNamesystem namesystem = new FSNamesystem(conf, fsimage, false);

　　　　根据上面指定了fsimage路径和edits路径的fsimage对象，构造一个FSNamesystem对象。

　　namesystem.loadFSImage();

　　　　开始执行loadFSImage()方法，从磁盘上加载数据并在内存中进行合并。

　　注意，在合并fsimage和edits造成一份新的元数据以后，会将这份新的元数据写出到磁盘替换旧的fsimage文件，而后还会打开一个新的edits

　　文件，以供接下来的元数据变更的日志写入。这些操做都是在loadFSImage()中完成的，具体的进入到该方法中能够详细了解。

 

2、伪代码执行流程

NameNode.main() // 入口函数
　　|——createNameNode(); // 经过new NameNode()进行实例化
　　　　|——initialize(); // 方法进行初始化操做
　　　　　　|——startHttpServer(); // 启动HttpServer
　　　　　　|——loadNamesystem(); // 加载元数据
　　　　　　　　|——loadFromDisk(); // 从磁盘加载数据
　　　　　　　　　　|——new FSImage(); // 实例化FSImage对象
　　　　　　　　　　|——new FSNamesystem(fsImage); // 根据FSImage对象实例化FSNamesystem
　　　　　　　　　　|——loadFSImage(startOpt); // 加载并合并fsimage、edits，而后写出到磁盘
　　|——join()

 

3、代码图解