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HDFS详解

2024-04-01 03:14:22阅读 1

******HDFS基本概念篇******

1. HDFS前言

  1. 设计思想

分而治之:将大文件、大批量文件,分布式存放在大量服务器上,以便于采取分而治之的方式对海量数据进行运算分析;

 

  1. 在大数据系统中作用:

为各类分布式运算框架(如:mapreduce,spark,tez,……)提供数据存储服务

 

  1. 重点概念:文件切块,副本存放,元数据

 

2. HDFS的概念和特性

首先,它是一个文件系统,用于存储文件,通过统一的命名空间——目录树来定位文件

 

其次,它是分布式的,由很多服务器联合起来实现其功能,集群中的服务器有各自的角色;

 

重要特性如下:

  1. HDFS中的文件在物理上是分块存储(block,块的大小可以通过配置参数( dfs.blocksize)来规定,默认大小在hadoop2.x版本中是128M,老版本中是64M

 

  1. HDFS文件系统会给客户端提供一个统一的抽象目录树,客户端通过路径来访问文件,形如:hdfs://namenode:port/dir-a/dir-b/dir-c/file.data

 

  1. 目录结构及文件分块信息(元数据)的管理由namenode节点承担

——namenode是HDFS集群主节点,负责维护整个hdfs文件系统的目录树,以及每一个路径(文件)所对应的block块信息(block的id,及所在的datanode服务器)

 

 

  1. 文件的各个block的存储管理由datanode节点承担

---- datanode是HDFS集群从节点,每一个block都可以在多个datanode上存储多个副本(副本数量也可以通过参数设置dfs.replication)

 

  1. HDFS是设计成适应一次写入,多次读出的场景,且不支持文件的修改

 

(注:适合用来做数据分析,并不适合用来做网盘应用,因为,不便修改,延迟大,网络开销大,成本太高)

******HDFS基本操作篇******

3. HDFS的shell(命令行客户端)操作

3.1 HDFS命令行客户端使用

HDFS提供shell命令行客户端,使用方法如下:

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3.2 命令行客户端支持的命令参数

        [-appendToFile <localsrc> ... <dst>]

        [-cat [-ignoreCrc] <src> ...]

        [-checksum <src> ...]

        [-chgrp [-R] GROUP PATH...]

        [-chmod [-R] <MODE[,MODE]... | OCTALMODE> PATH...]

        [-chown [-R] [OWNER][:[GROUP]] PATH...]

        [-copyFromLocal [-f] [-p] <localsrc> ... <dst>]

        [-copyToLocal [-p] [-ignoreCrc] [-crc] <src> ... <localdst>]

        [-count [-q] <path> ...]

        [-cp [-f] [-p] <src> ... <dst>]

        [-createSnapshot <snapshotDir> [<snapshotName>]]

        [-deleteSnapshot <snapshotDir> <snapshotName>]

        [-df [-h] [<path> ...]]

        [-du [-s] [-h] <path> ...]

        [-expunge]

        [-get [-p] [-ignoreCrc] [-crc] <src> ... <localdst>]

        [-getfacl [-R] <path>]

        [-getmerge [-nl] <src> <localdst>]

        [-help [cmd ...]]

        [-ls [-d] [-h] [-R] [<path> ...]]

        [-mkdir [-p] <path> ...]

        [-moveFromLocal <localsrc> ... <dst>]

        [-moveToLocal <src> <localdst>]

        [-mv <src> ... <dst>]

        [-put [-f] [-p] <localsrc> ... <dst>]

        [-renameSnapshot <snapshotDir> <oldName> <newName>]

        [-rm [-f] [-r|-R] [-skipTrash] <src> ...]

        [-rmdir [--ignore-fail-on-non-empty] <dir> ...]

        [-setfacl [-R] [{-b|-k} {-m|-x <acl_spec>} <path>]|[--set <acl_spec> <path>]]

        [-setrep [-R] [-w] <rep> <path> ...]

        [-stat [format] <path> ...]

        [-tail [-f] <file>]

        [-test -[defsz] <path>]

        [-text [-ignoreCrc] <src> ...]

        [-touchz <path> ...]

        [-usage [cmd ...]]

 

 

 

 

3.2 常用命令参数介绍

-help            

功能:输出这个命令参数手册

-ls                 

功能:显示目录信息

示例: hadoop fs -ls hdfs://hadoop-server01:9000/

备注:这些参数中,所有的hdfs路径都可以简写

-->hadoop fs -ls /   等同于上一条命令的效果

-mkdir             

功能:在hdfs上创建目录

示例:hadoop fs  -mkdir  -p  /aaa/bbb/cc/dd

-moveFromLocal           

功能:从本地剪切粘贴到hdfs

示例:hadoop  fs  - moveFromLocal  /home/hadoop/a.txt  /aaa/bbb/cc/dd

-moveToLocal             

功能:从hdfs剪切粘贴到本地

示例:hadoop  fs  - moveToLocal   /aaa/bbb/cc/dd  /home/hadoop/a.txt

--appendToFile 

功能:追加一个文件到已经存在的文件末尾

示例:hadoop  fs  -appendToFile  ./hello.txt  hdfs://hadoop-server01:9000/hello.txt

可以简写为:

Hadoop  fs  -appendToFile  ./hello.txt  /hello.txt

 

-cat 

功能:显示文件内容 

示例:hadoop fs -cat  /hello.txt

 

-tail                

功能:显示一个文件的末尾

示例:hadoop  fs  -tail  /weblog/access_log.1

-text                 

功能:以字符形式打印一个文件的内容

示例:hadoop  fs  -text  /weblog/access_log.1

-chgrp

-chmod

-chown

功能:linux文件系统中的用法一样,对文件所属权限

示例:

hadoop  fs  -chmod  666  /hello.txt

hadoop  fs  -chown  someuser:somegrp   /hello.txt

-copyFromLocal   

功能:从本地文件系统中拷贝文件到hdfs路径去

示例:hadoop  fs  -copyFromLocal  ./jdk.tar.gz  /aaa/

-copyToLocal     

功能:从hdfs拷贝到本地

示例:hadoop fs -copyToLocal /aaa/jdk.tar.gz

-cp             

功能:从hdfs的一个路径拷贝hdfs的另一个路径

示例: hadoop  fs  -cp  /aaa/jdk.tar.gz  /bbb/jdk.tar.gz.2

 

-mv                    

功能:在hdfs目录中移动文件

示例: hadoop  fs  -mv  /aaa/jdk.tar.gz  /

-get             

功能:等同于copyToLocal,就是从hdfs下载文件到本地

示例:hadoop fs -get  /aaa/jdk.tar.gz

-getmerge            

功能:合并下载多个文件

示例:比如hdfs的目录 /aaa/下有多个文件:log.1, log.2,log.3,...

hadoop fs -getmerge /aaa/log.* ./log.sum

-put               

功能:等同于copyFromLocal

示例:hadoop  fs  -put  /aaa/jdk.tar.gz  /bbb/jdk.tar.gz.2

 

-rm               

功能:删除文件或文件夹

示例:hadoop fs -rm -r /aaa/bbb/

 

-rmdir                

功能:删除空目录

示例:hadoop  fs  -rmdir   /aaa/bbb/ccc

-df              

功能:统计文件系统的可用空间信息

示例:hadoop  fs  -df  -h  /

 

-du

功能:统计文件夹的大小信息

示例:

hadoop  fs  -du  -s  -h /aaa/*

 

-count        

功能:统计一个指定目录下的文件节点数量

示例:hadoop fs -count /aaa/

 

-setrep               

功能:设置hdfs中文件的副本数量

示例:hadoop fs -setrep 3 /aaa/jdk.tar.gz

<这里设置的副本数只是记录在namenode的元数据中,是否真的会有这么多副本,还得看datanode的数量>

 

 

 

 

 

 

******HDFS原理篇******

4. hdfs的工作机制

(工作机制的学习主要是为加深对分布式系统的理解,以及增强遇到各种问题时的分析解决能力,形成一定的集群运维能力)

 

注:很多不是真正理解hadoop技术体系的人会常常觉得HDFS可用于网盘类应用,但实际并非如此。要想将技术准确用在恰当的地方,必须对技术有深刻的理解

4.1 概述

  1. HDFS集群分为两大角色:NameNode、DataNode
  2. NameNode负责管理整个文件系统的元数据
  3. DataNode 负责管理用户的文件数据块
  4. 文件会按照固定的大小(blocksize)切成若干块后分布式存储在若干台datanode上
  5. 每一个文件块可以有多个副本,并存放在不同的datanode上
  6. Datanode会定期向Namenode汇报自身所保存的文件block信息,而namenode则会负责保持文件的副本数量
  7. HDFS的内部工作机制对客户端保持透明,客户端请求访问HDFS都是通过向namenode申请来进行

 

 

 

4.2 HDFS写数据流程

4.2.1 概述

客户端要向HDFS写数据,首先要跟namenode通信以确认可以写文件并获得接收文件block的datanode,然后,客户端按顺序将文件逐个block传递给相应datanode,并由接收到block的datanode负责向其他datanode复制block的副本

4.2.2 详细步骤图

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4.2.3 详细步骤解析

1、根namenode通信请求上传文件,namenode检查目标文件是否已存在,父目录是否存在

2、namenode返回是否可以上传

3、client请求第一个 block该传输到哪些datanode服务器上

4、namenode返回3个datanode服务器ABC

5、client请求3台dn中的一台A上传数据(本质上是一个RPC调用,建立pipeline),A收到请求会继续调用B,然后B调用C,将真个pipeline建立完成,逐级返回客户端

6、client开始往A上传第一个block(先从磁盘读取数据放到一个本地内存缓存),以packet为单位,A收到一个packet就会传给B,B传给C;A每传一个packet会放入一个应答队列等待应答

7、当一个block传输完成之后,client再次请求namenode上传第二个block的服务器。

4.3. HDFS读数据流程

4.3.1 概述

客户端将要读取的文件路径发送给namenode,namenode获取文件的元信息(主要是block的存放位置信息)返回给客户端,客户端根据返回的信息找到相应datanode逐个获取文件的block并在客户端本地进行数据追加合并从而获得整个文件

 

4.3.2 详细步骤图

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4.3.3 详细步骤解析

1、跟namenode通信查询元数据,找到文件块所在的datanode服务器

2、挑选一台datanode(就近原则,然后随机)服务器,请求建立socket流

3、datanode开始发送数据(从磁盘里面读取数据放入流,以packet为单位来做校验)

4、客户端以packet为单位接收,现在本地缓存,然后写入目标文件

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. NAMENODE工作机制

学习目标:理解namenode的工作机制尤其是元数据管理机制,以增强对HDFS工作原理的理解,及培养hadoop集群运营中“性能调优”、“namenode”故障问题的分析解决能力

 

问题场景:

1、集群启动后,可以查看文件,但是上传文件时报错,打开web页面可看到namenode正处于safemode状态,怎么处理?

2、Namenode服务器的磁盘故障导致namenode宕机,如何挽救集群及数据?

3、Namenode是否可以有多个?namenode内存要配置多大?namenode跟集群数据存储能力有关系吗?

4、文件的blocksize究竟调大好还是调小好?

……

 

诸如此类问题的回答,都需要基于对namenode自身的工作原理的深刻理解

 

5.1 NAMENODE职责

NAMENODE职责:

负责客户端请求的响应

元数据的管理(查询,修改)

5.2 元数据管理

namenode对数据的管理采用了三种存储形式:

内存元数据(NameSystem)

磁盘元数据镜像文件

数据操作日志文件(可通过日志运算出元数据)

5.2.1 元数据存储机制

A、内存中有一份完整的元数据(内存meta data)

B、磁盘有一个“准完整”的元数据镜像(fsimage)文件(在namenode的工作目录中)

C、用于衔接内存metadata和持久化元数据镜像fsimage之间的操作日志(edits文件注:当客户端对hdfs中的文件进行新增或者修改操作,操作记录首先被记入edits日志文件中,当客户端操作成功后,相应的元数据会更新到内存meta.data

5.2.2 元数据手动查看

可以通过hdfs的一个工具来查看edits中的信息

bin/hdfs oev -i edits -o edits.xml
bin/hdfs oiv -i fsimage_0000000000000000087 -p XML -o fsimage.xml

5.2.3 元数据的checkpoint

每隔一段时间,会由secondary namenode将namenode上积累的所有edits和一个最新的fsimage下载到本地,并加载到内存进行merge(这个过程称为checkpoint)

 

checkpoint的详细过程

fea55774c4f345f4b135f2d479358781.png

 

 

checkpoint操作的触发条件配置参数

dfs.namenode.checkpoint.check.period=60  #检查触发条件是否满足的频率,60秒

dfs.namenode.checkpoint.dir=file://${hadoop.tmp.dir}/dfs/namesecondary

#以上两个参数做checkpoint操作时,secondary namenode的本地工作目录

dfs.namenode.checkpoint.edits.dir=${dfs.namenode.checkpoint.dir}

 

dfs.namenode.checkpoint.max-retries=3  #最大重试次数

dfs.namenode.checkpoint.period=3600  #两次checkpoint之间的时间间隔3600秒

dfs.namenode.checkpoint.txns=1000000 #两次checkpoint之间最大的操作记录

checkpoint的附带作用

namenode和secondary namenode的工作目录存储结构完全相同,所以,当namenode故障退出需要重新恢复时,可以从secondary namenode的工作目录中将fsimage拷贝到namenode的工作目录,以恢复namenode的元数据

 

 

6. DATANODE的工作机制

问题场景:

1、集群容量不够,怎么扩容?

2、如果有一些datanode宕机,该怎么办?

3、datanode明明已启动,但是集群中的可用datanode列表中就是没有,怎么办?

 

以上这类问题的解答,有赖于对datanode工作机制的深刻理解

6.1 概述

1、Datanode工作职责:

存储管理用户的文件块数据

定期向namenode汇报自身所持有的block信息(通过心跳信息上报)

(这点很重要,因为,当集群中发生某些block副本失效时,集群如何恢复block初始副本数量的问题)

 

<property>

         <name>dfs.blockreport.intervalMsec</name>

         <value>3600000</value>

         <description>Determines block reporting interval in milliseconds.</description>

</property>

 

2、Datanode掉线判断时限参数

datanode进程死亡或者网络故障造成datanode无法与namenode通信,namenode不会立即把该节点判定为死亡,要经过一段时间,这段时间暂称作超时时长。HDFS默认的超时时长为10分钟+30秒。如果定义超时时间为timeout,则超时时长的计算公式为:

         timeout  = 2 * heartbeat.recheck.interval + 10 * dfs.heartbeat.interval。

         而默认的heartbeat.recheck.interval 大小为5分钟,dfs.heartbeat.interval默认为3秒。

         需要注意的是hdfs-site.xml 配置文件中的heartbeat.recheck.interval的单位为毫秒,dfs.heartbeat.interval的单位为秒。所以,举个例子,如果heartbeat.recheck.interval设置为5000(毫秒),dfs.heartbeat.interval设置为3(秒,默认),则总的超时时间为40秒。

 

 

<property>

        <name>heartbeat.recheck.interval</name>

        <value>2000</value>

</property>

<property>

        <name>dfs.heartbeat.interval</name>

        <value>1</value>

</property>

 

 

6.2 观察验证DATANODE功能

上传一个文件,观察文件的block具体的物理存放情况:

 

在每一台datanode机器上的这个目录中能找到文件的切块:

/home/hadoop/app/hadoop-2.4.1/tmp/dfs/data/current/BP-193442119-192.168.2.120-1432457733977/current/finalized

 

 

 

 

******HDFS应用开发篇******

7. HDFS的java操作

hdfs在生产应用中主要是客户端的开发,其核心步骤是从hdfs提供的api中构造一个HDFS的访问客户端对象,然后通过该客户端对象操作(增删改查)HDFS上的文件

7.1 搭建开发环境

1、引入依赖

<dependency>

    <groupId>org.apache.hadoop</groupId>

    <artifactId>hadoop-client</artifactId>

    <version>2.6.1</version>

</dependency>

 

注:如需手动引入jar包,hdfs的jar包----hadoop的安装目录的share

2、window下开发的说明

建议在linux下进行hadoop应用的开发,不会存在兼容性问题。如在window上做客户端应用开发,需要设置以下环境:

  1. 在windows的某个目录下解压一个hadoop的安装包
  2. 将安装包下的lib和bin目录用对应windows版本平台编译的本地库替换
  3. 在window系统中配置HADOOP_HOME指向你解压的安装包
  4. 在windows系统的path变量中加入hadoop的bin目录

7.2 获取api中的客户端对象

在java中操作hdfs,首先要获得一个客户端实例

Configuration conf = new Configuration()

FileSystem fs = FileSystem.get(conf)

 

而我们的操作目标是HDFS,所以获取到的fs对象应该是DistributedFileSystem的实例;

get方法是从何处判断具体实例化那种客户端类呢?

——从conf中的一个参数 fs.defaultFS的配置值判断;

 

如果我们的代码中没有指定fs.defaultFS,并且工程classpath下也没有给定相应的配置,conf中的默认值就来自于hadoop的jar包中的core-default.xml,默认值为: file:///,则获取的将不是一个DistributedFileSystem的实例,而是一个本地文件系统的客户端对象

 

 

7.3 DistributedFileSystem实例对象所具备的方法

a7bfa7add9b147eea0e8092ed86afe34.png

 

7.4 HDFS客户端操作数据代码示例:

7.4.1 文件的增删改查

public class HdfsClient {

 

         FileSystem fs = null;

 

         @Before

         public void init() throws Exception {

 

                   // 构造一个配置参数对象,设置一个参数:我们要访问的hdfs的URI

                   // 从而FileSystem.get()方法就知道应该是去构造一个访问hdfs文件系统的客户端,以及hdfs的访问地址

                   // new Configuration();的时候,它就会去加载jar包中的hdfs-default.xml

                   // 然后再加载classpath下的hdfs-site.xml

                   Configuration conf = new Configuration();

                   conf.set("fs.defaultFS", "hdfs://hdp-node01:9000");

                   /**

                    * 参数优先级: 1、客户端代码中设置的值 2、classpath下的用户自定义配置文件 3、然后是服务器的默认配置

                    */

                   conf.set("dfs.replication", "3");

 

                   // 获取一个hdfs的访问客户端,根据参数,这个实例应该是DistributedFileSystem的实例

                   // fs = FileSystem.get(conf);

 

                   // 如果这样去获取,那conf里面就可以不要配"fs.defaultFS"参数,而且,这个客户端的身份标识已经是hadoop用户

                   fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hdp-node01:9000"), conf, "hadoop");

 

         }

 

         /**

          * 往hdfs上传文件

          *

          * @throws Exception

          */

         @Test

         public void testAddFileToHdfs() throws Exception {

 

                   // 要上传的文件所在的本地路径

                   Path src = new Path("g:/redis-recommend.zip");

                   // 要上传到hdfs的目标路径

                   Path dst = new Path("/aaa");

                   fs.copyFromLocalFile(src, dst);

                   fs.close();

         }

 

         /**

          * 从hdfs中复制文件到本地文件系统

          *

          * @throws IOException

          * @throws IllegalArgumentException

          */

         @Test

         public void testDownloadFileToLocal() throws IllegalArgumentException, IOException {

                   fs.copyToLocalFile(new Path("/jdk-7u65-linux-i586.tar.gz"), new Path("d:/"));

                   fs.close();

         }

 

         @Test

         public void testMkdirAndDeleteAndRename() throws IllegalArgumentException, IOException {

 

                   // 创建目录

                   fs.mkdirs(new Path("/a1/b1/c1"));

 

                   // 删除文件夹 ,如果是非空文件夹,参数2必须给值true

                   fs.delete(new Path("/aaa"), true);

 

                   // 重命名文件或文件夹

                   fs.rename(new Path("/a1"), new Path("/a2"));

 

         }

 

         /**

          * 查看目录信息,只显示文件

          *

          * @throws IOException

          * @throws IllegalArgumentException

          * @throws FileNotFoundException

          */

         @Test

         public void testListFiles() throws FileNotFoundException, IllegalArgumentException, IOException {

 

                   // 思考:为什么返回迭代器,而不是List之类的容器

                   RemoteIterator<LocatedFileStatus> listFiles = fs.listFiles(new Path("/"), true);

 

                   while (listFiles.hasNext()) {

                            LocatedFileStatus fileStatus = listFiles.next();

                            System.out.println(fileStatus.getPath().getName());

                            System.out.println(fileStatus.getBlockSize());

                            System.out.println(fileStatus.getPermission());

                            System.out.println(fileStatus.getLen());

                            BlockLocation[] blockLocations = fileStatus.getBlockLocations();

                            for (BlockLocation bl : blockLocations) {

                                     System.out.println("block-length:" + bl.getLength() + "--" + "block-offset:" + bl.getOffset());

                                      String[] hosts = bl.getHosts();

                                     for (String host : hosts) {

                                               System.out.println(host);

                                     }

                            }

                            System.out.println("--------------为angelababy打印的分割线--------------");

                   }

         }

 

         /**

          * 查看文件及文件夹信息

          *

          * @throws IOException

          * @throws IllegalArgumentException

          * @throws FileNotFoundException

          */

         @Test

         public void testListAll() throws FileNotFoundException, IllegalArgumentException, IOException {

 

                   FileStatus[] listStatus = fs.listStatus(new Path("/"));

 

                   String flag = "d--             ";

                   for (FileStatus fstatus : listStatus) {

                            if (fstatus.isFile())  flag = "f--         ";

                            System.out.println(flag + fstatus.getPath().getName());

                   }

         }

}

 

 

 

7.4.2 通过流的方式访问hdfs

/**

 * 相对那些封装好的方法而言的更底层一些的操作方式

 * 上层那些mapreduce   spark等运算框架,去hdfs中获取数据的时候,就是调的这种底层的api

 * @author

 *

 */

public class StreamAccess {

        

         FileSystem fs = null;

 

         @Before

         public void init() throws Exception {

 

                   Configuration conf = new Configuration();

                   fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hdp-node01:9000"), conf, "hadoop");

 

         }

        

        

        

         @Test

         public void testDownLoadFileToLocal() throws IllegalArgumentException, IOException{

                  

                   //先获取一个文件的输入流----针对hdfs上的

                   FSDataInputStream in = fs.open(new Path("/jdk-7u65-linux-i586.tar.gz"));

                  

                   //再构造一个文件的输出流----针对本地的

                   FileOutputStream out = new FileOutputStream(new File("c:/jdk.tar.gz"));

                  

                   //再将输入流中数据传输到输出流

                   IOUtils.copyBytes(in, out, 4096);

                  

                  

         }

        

        

         /**

          * hdfs支持随机定位进行文件读取,而且可以方便地读取指定长度

          * 用于上层分布式运算框架并发处理数据

          * @throws IllegalArgumentException

          * @throws IOException

          */

         @Test

         public void testRandomAccess() throws IllegalArgumentException, IOException{

                   //先获取一个文件的输入流----针对hdfs上的

                   FSDataInputStream in = fs.open(new Path("/iloveyou.txt"));

                  

                  

                   //可以将流的起始偏移量进行自定义

                   in.seek(22);

                  

                   //再构造一个文件的输出流----针对本地的

                   FileOutputStream out = new FileOutputStream(new File("c:/iloveyou.line.2.txt"));

                  

                   IOUtils.copyBytes(in,out,19L,true);

                  

         }

        

        

        

         /**

          * 显示hdfs上文件的内容

          * @throws IOException

          * @throws IllegalArgumentException

          */

         @Test

         public void testCat() throws IllegalArgumentException, IOException{

                  

                   FSDataInputStream in = fs.open(new Path("/iloveyou.txt"));

                  

                   IOUtils.copyBytes(in, System.out, 1024);

         }

}

 

 

7.4.3 场景编程

在mapreduce 、spark等运算框架中,有一个核心思想就是将运算移往数据,或者说,就是要在并发计算中尽可能让运算本地化,这就需要获取数据所在位置的信息并进行相应范围读取

以下模拟实现:获取一个文件的所有block位置信息,然后读取指定block中的内容

         @Test

         public void testCat() throws IllegalArgumentException, IOException{

                  

                   FSDataInputStream in = fs.open(new Path("/weblog/input/access.log.10"));

                   //拿到文件信息

                   FileStatus[] listStatus = fs.listStatus(new Path("/weblog/input/access.log.10"));

                   //获取这个文件的所有block的信息

                   BlockLocation[] fileBlockLocations = fs.getFileBlockLocations(listStatus[0], 0L, listStatus[0].getLen());

                   //第一个block的长度

                   long length = fileBlockLocations[0].getLength();

                   //第一个block的起始偏移量

                   long offset = fileBlockLocations[0].getOffset();

                  

                   System.out.println(length);

                   System.out.println(offset);

                  

                   //获取第一个block写入输出流

//               IOUtils.copyBytes(in, System.out, (int)length);

                   byte[] b = new byte[4096];

                  

                   FileOutputStream os = new FileOutputStream(new File("d:/block0"));

                   while(in.read(offset, b, 0, 4096)!=-1){

                            os.write(b);

                            offset += 4096;

                            if(offset>=length) return;

                   };

                   os.flush();

                   os.close();

                   in.close();

         }

 

 

8. 案例1:开发shell采集脚本

8.1需求说明

点击流日志每天都10T,在业务应用服务器上,需要准实时上传至数据仓库(Hadoop HDFS)上

8.2需求分析

一般上传文件都是在凌晨24点操作,由于很多种类的业务数据都要在晚上进行传输,为了减轻服务器的压力,避开高峰期

如果需要伪实时的上传,则采用定时上传的方式

        

8.3技术分析

          HDFS SHELL:  hadoop fs  –put   xxxx.tar  /data    还可以使用 Java Api

                          满足上传一个文件,不能满足定时、周期性传入。

          定时调度器

                   Linux crontab

                   crontab -e

*/5 * * * * $home/bin/command.sh   //五分钟执行一次

系统会自动执行脚本,每5分钟一次,执行时判断文件是否符合上传规则,符合则上传

8.4实现流程

8.4.1日志产生程序

日志产生程序将日志生成后,产生一个一个的文件,使用滚动模式创建文件名。

81141746fb774a9689d047917e4bbc94.png

 

日志生成的逻辑由业务系统决定,比如在log4j配置文件中配置生成规则,如:当xxxx.log 等于10G时,滚动生成新日志

         log4j.logger.msg=info,msg

log4j.appender.msg=cn.maoxiangyi.MyRollingFileAppender

log4j.appender.msg.layout=org.apache.log4j.PatternLayout

log4j.appender.msg.layout.ConversionPattern=%m%n

log4j.appender.msg.datePattern='.'yyyy-MM-dd

log4j.appender.msg.Threshold=info

log4j.appender.msg.append=true

log4j.appender.msg.encoding=UTF-8

log4j.appender.msg.MaxBackupIndex=100

log4j.appender.msg.MaxFileSize=10GB

log4j.appender.msg.File=/home/hadoop/logs/log/access.log

 

细节:

  1. 如果日志文件后缀是1\2\3等数字,该文件满足需求可以上传的话。把该文件移动到准备上传的工作区间。
  2. 工作区间有文件之后,可以使用hadoop put命令将文件上传。

阶段问题:

  1. 待上传文件的工作区间的文件,在上传完成之后,是否需要删除掉。

8.4.2伪代码

         使用ls命令读取指定路径下的所有文件信息,

         ls  | while read  line

          //判断line这个文件名称是否符合规则

if       line=access.log.* (

            将文件移动到待上传的工作区间

  )

 

//批量上传工作区间的文件

hadoop fs  –put   xxx

 

 

脚本写完之后,配置linux定时任务,每5分钟运行一次。

        

8.5代码实现

代码第一版本,实现基本的上传功能和定时调度功能

958809d454d64022a3f03e2309c33ddb.png

 

 

代码第二版本:增强版V2(基本能用,还是不够健全)

4c67160648854fca82d53891c63151db.png

 

9c26b5f4bf254a07bdd675d328dde74f.png

 

8.6效果展示及操作步骤

1、日志收集文件收集数据,并将数据保存起来,效果如下:

         1f6e5cb9b4ae48b985c2428995e25733.png

 

2、上传程序通过crontab定时调度

857ed45b4c284e9d9b15656e644667f3.png

 

3、程序运行时产生的临时文件

0d3c964ad1d14161b1a07c96c3e501b8.png

 

4、Hadoo hdfs上的效果

f45bf2311d0b4be28d31bd727850c71f.png

 

 

9. 案例2:开发JAVA采集程序

9.1 需求

从外部购买数据,数据提供方会实时将数据推送到6台FTP服务器上,我方部署6台接口采集机来对接采集数据,并上传到HDFS中

 

提供商在FTP上生成数据的规则是以小时为单位建立文件夹(2016-03-11-10),每分钟生成一个文件(00.dat,01.data,02.dat,........)

 

提供方不提供数据备份,推送到FTP服务器的数据如果丢失,不再重新提供,且FTP服务器磁盘空间有限,最多存储最近10小时内的数据

 

由于每一个文件比较小,只有150M左右,因此,我方在上传到HDFS过程中,需要将15分钟时段的数据合并成一个文件上传到HDFS

 

为了区分数据丢失的责任,我方在下载数据时最好进行校验

9.2 设计分析

 

a22eb7b592e74f67acc4572b40fc68c3.png

 

 

 

 

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