本文是基于CentOS 7.3系统环境,进行HDFS的学习和使用
HDFS是一个分布式文件系统,用于存储文件,通过目录树来定位文件,适合一次写入,多次读出的场景,不支持文件的修改。
HDFS的master,是一个主管,名称节点,管理元数据
HDFS的slave,NameNode下达命令,DataNode执行实际的操作
并非NameNode的热备,当NameNode挂掉的时候,它并不能马上替换NameNode并提供服务
HDFS的客户端
sbin/start-dfs.sh
sbin/start-yarn.sh
hadoop fs -ls /user
hdfs dfs -ls /user
hadoop fs -mkdir -p /user/xuzheng/input
hdfs dfs -mkdir -p /user/xuzheng/input
hadoop fs -moveFromLocal ./aa.txt /user/xuzheng/input
hdfs dfs -moveFromLocal ./aa.txt /user/xuzheng/input
hadoop fs -appendToFile ./bb.txt /user/xuzheng/input/aa.txt
hdfs dfs -appendToFile ./bb.txt /user/xuzheng/input/aa.txt
hadoop fs -cat /user/xuzheng/input/aa.txt
hdfs dfs -cat /user/xuzheng/input/aa.txt
hadoop fs -chmod 777 /user/xuzheng/input/aa.txt
hdfs dfs -chmod 777 /user/xuzheng/input/aa.txt
hadoop fs -chown root:root /user/xuzheng/input/aa.txt
hdfs dfs -chown root:root /user/xuzheng/input/aa.txt
hadoop fs -copyFromLocal README.txt /
hdfs dfs -copyFromLocal README.txt /
hadoop fs -copyToLocal /user/xuzheng/input/aa.txt ./
hdfs dfs -copyToLocal /user/xuzheng/input/aa.txt ./
hadoop fs -mv /zhuge.txt /user/xuzheng/
hdfs dfs -mv /zhuge.txt /user/xuzheng/
hadoop fs -get /user/xuzheng/input/aa.txt ./
hdfs dfs -get /user/xuzheng/input/aa.txt ./
hadoop fs -put README.txt /
hdfs dfs -put README.txt /
hadoop fs -getmerge /user/atguigu/test/* ./zaiyiqi.txt
hdfs dfs -getmerge /user/atguigu/test/* ./zaiyiqi.txt
hadoop fs -tail /sanguo/shuguo/kongming.txt
hdfs dfs -tail /sanguo/shuguo/kongming.txt
hadoop fs -rm /user/atguigu/test/jinlian2.txt
hdfs dfs -rm /user/atguigu/test/jinlian2.txt
hadoop fs -rmkdir /test
hdfs dfs -rmkdir /test
hadoop fs -du -s -h /user/atguigu/test
hdfs dfs -du -s -h /user/atguigu/test
hadoop fs -setrep 10 /sanguo/shuguo/kongming.txt
hdfs dfs -setrep 10 /sanguo/shuguo/kongming.txt
@Test
public void testMkdirs() throws InterruptedException, URISyntaxException, IOException {
Configuration conf= new Configuration();
URI uri = new URI("hdfs://hadoop101:9000");
FileSystem fs = FileSystem.get(uri, conf, "xuzheng");
Path path = new Path("/test/user/xuzheng/");
fs.mkdirs(path);
fs.close();
}
@Test
public void testCopyFromLocalFile() throws InterruptedException, URISyntaxException, IOException {
Configuration conf= new Configuration();
URI uri = new URI("hdfs://hadoop101:9000");
FileSystem fs = FileSystem.get(uri, conf, "xuzheng");
fs.copyFromLocalFile(new Path("C:\\Users\\bailang\\Desktop\\CentOS-Self.repo"), new Path("/test/user/xuzheng/"));
fs.close();
}
@Test
public void testCopyToLocalFile() throws InterruptedException, URISyntaxException, IOException {
Configuration conf= new Configuration();
URI uri = new URI("hdfs://hadoop101:9000");
FileSystem fs = FileSystem.get(uri, conf, "xuzheng");
fs.copyToLocalFile(new Path("/test/user/xuzheng/CentOS-Self.repo"),new Path("C:\\Users\\bailang\\Desktop\\test"));
fs.close();
}
@Test
public void testDelete() throws InterruptedException, URISyntaxException, IOException {
Configuration conf= new Configuration();
URI uri = new URI("hdfs://hadoop101:9000");
FileSystem fs = FileSystem.get(uri, conf, "xuzheng");
fs.delete(new Path("/test"), true);
fs.close();
}
@Test
public void testRename() throws InterruptedException, URISyntaxException, IOException {
Configuration conf= new Configuration();
URI uri = new URI("hdfs://hadoop101:9000");
FileSystem fs = FileSystem.get(uri, conf, "xuzheng");
fs.rename(new Path("/user/xuzheng/input/wc.input"), new Path("/user/xuzheng/input/aa.input"));
fs.close();
}
@Test
public void testListFiles() throws InterruptedException, URISyntaxException, IOException {
Configuration conf = new Configuration();
URI uri = new URI("hdfs://hadoop101:9000");
FileSystem fs = FileSystem.get(uri, conf, "xuzheng");
RemoteIterator<LocatedFileStatus> listFiles = fs.listFiles(new Path("/"), true);
while (listFiles.hasNext()) {
LocatedFileStatus fileStatus = listFiles.next();
System.out.println(fileStatus.getAccessTime());
System.out.println(fileStatus.getBlockSize());
System.out.println(fileStatus.getGroup());
System.out.println(fileStatus.getLen());
System.out.println(fileStatus.getModificationTime());
System.out.println(fileStatus.getOwner());
System.out.println(fileStatus.getPath());
System.out.println(fileStatus.getPermission());
System.out.println(fileStatus.getReplication());
BlockLocation[] blockLocations = fileStatus.getBlockLocations();
for (BlockLocation blockLocation : blockLocations) {
String[] hosts = blockLocation.getHosts();
for(String host:hosts){
System.out.println("-->"+host);
}
}
}
fs.close();
}
@Test
public void testCopyFromLocalFileByIO() throws InterruptedException, URISyntaxException, IOException {
Configuration conf = new Configuration();
URI uri = new URI("hdfs://hadoop101:9000");
FileSystem fs = FileSystem.get(uri, conf, "xuzheng");
FileInputStream in = new FileInputStream("C:\\Users\\bailang\\Desktop\\CentOS-Self.repo");
FSDataOutputStream out = fs.create(new Path("/user/xuzheng/input/centos.repo"));
IOUtils.copyBytes(in, out, conf);
IOUtils.closeStream(out);
IOUtils.closeStream(in);
fs.close();
}
@Test
public void testCopyToLocalFileByIO() throws InterruptedException, URISyntaxException, IOException {
Configuration conf = new Configuration();
URI uri = new URI("hdfs://hadoop101:9000");
FileSystem fs = FileSystem.get(uri, conf, "xuzheng");
FSDataInputStream in = fs.open(new Path("/user/xuzheng/input/centos.repo"));
FileOutputStream out = new FileOutputStream("C:\\Users\\bailang\\Desktop\\CentOS-test.repo");
IOUtils.copyBytes(in, out,conf);
IOUtils.closeStream(out);
IOUtils.closeStream(in);
fs.close();
}
@Test
public void testReadFileSeek1() throws InterruptedException, URISyntaxException, IOException {
Configuration conf = new Configuration();
URI uri = new URI("hdfs://hadoop101:9000");
FileSystem fs = FileSystem.get(uri, conf, "xuzheng");
FSDataInputStream in = fs.open(new Path("/user/xuzheng/input/hadoop-2.7.2.tar.gz"));
FileOutputStream out = new FileOutputStream("C:\\Users\\bailang\\Desktop\\hadoop-2.7.2.tar.gz.part1");
byte[] buf = new byte[1024];
for (int i = 0; i < 1024 * 128; i++) {
in.read(buf);
out.write(buf);
}
IOUtils.closeStream(out);
IOUtils.closeStream(in);
fs.close();
}
@Test
public void testReadFileSeek2() throws InterruptedException, URISyntaxException, IOException {
Configuration conf = new Configuration();
URI uri = new URI("hdfs://hadoop101:9000");
FileSystem fs = FileSystem.get(uri, conf, "xuzheng");
FSDataInputStream in = fs.open(new Path("/user/xuzheng/input/hadoop-2.7.2.tar.gz"));
in.seek(1024 * 1024 * 128);
FileOutputStream out = new FileOutputStream("C:\\Users\\bailang\\Desktop\\hadoop-2.7.2.tar.gz.part2");
IOUtils.copyBytes(in, out, conf);
IOUtils.closeStream(out);
IOUtils.closeStream(in);
fs.close();
}
合并两个文件
type hadoop-2.7.2.tar.gz.part2>>hadoop-2.7.2.tar.gz.part1
首先,我们做个假设,如果存储在NameNode节点的磁盘中,因为经常需要进行随机访问,还有响应客户请求,必然是效率过低。因此,元数据需要存放在内存中。但如果只存在内存中,一旦断电,元数据丢失,整个集群就无法工作了。因此产生在磁盘中备份元数据的FsImage。
这样又会带来新的问题,当在内存中的元数据更新时,如果同时更新FsImage,就会导致效率过低,但如果不更新,就会发生一致性问题,一旦NameNode节点断电,就会产生数据丢失。因此,引入Edits文件(只进行追加操作,效率很高)。每当元数据有更新或者添加元数据时,修改内存中的元数据并追加到Edits中。这样,一旦NameNode节点断电,可以通过FsImage和Edits的合并,合成元数据。
但是,如果长时间添加数据到Edits中,会导致该文件数据过大,效率降低,而且一旦断电,恢复元数据需要的时间过长。因此,需要定期进行FsImage和Edits的合并,如果这个操作由NameNode节点完成,又会效率过低。因此,引入一个新的节点SecondaryNamenode,专门用于FsImage和Edits的合并。
Fsimage:NameNode内存中元数据序列化后形成的文件。
Edits:记录客户端更新元数据信息的每一步操作(可通过Edits运算出元数据)。
NameNode启动时,先滚动Edits并生成一个空的edits.inprogress,然后加载Edits和Fsimage到内存中,此时NameNode内存就持有最新的元数据信息。Client开始对NameNode发送元数据的增删改的请求,这些请求的操作首先会被记录到edits.inprogress中(查询元数据的操作不会被记录在Edits中,因为查询操作不会更改元数据信息),如果此时NameNode挂掉,重启后会从Edits中读取元数据的信息。然后,NameNode会在内存中执行元数据的增删改的操作。
由于Edits中记录的操作会越来越多,Edits文件会越来越大,导致NameNode在启动加载Edits时会很慢,所以需要对Edits和Fsimage进行合并(所谓合并,就是将Edits和Fsimage加载到内存中,照着Edits中的操作一步步执行,最终形成新的Fsimage)。SecondaryNameNode的作用就是帮助NameNode进行Edits和Fsimage的合并工作。
SecondaryNameNode首先会询问NameNode是否需要CheckPoint(触发CheckPoint需要满足两个条件中的任意一个,定时时间到和Edits中数据写满了,默认1小时,100w条)。直接带回NameNode是否检查结果。SecondaryNameNode执行CheckPoint操作,首先会让NameNode滚动Edits并生成一个空的edits.inprogress,滚动Edits的目的是给Edits打个标记,以后所有新的操作都写入edits.inprogress,其他未合并的Edits和Fsimage会拷贝到SecondaryNameNode的本地,然后将拷贝的Edits和Fsimage加载到内存中进行合并,生成fsimage.chkpoint,然后将fsimage.chkpoint拷贝给NameNode,重命名为Fsimage后替换掉原来的Fsimage。NameNode在启动时就只需要加载之前未合并的Edits和Fsimage即可,因为合并过的Edits中的元数据信息已经被记录在Fsimage中。
(1)通常情况下,SecondaryNameNode每隔一小时执行一次。
[hdfs-default.xml]
<property>
<name>dfs.namenode.checkpoint.periodname>
<value>3600value>
property>
(2)一分钟检查一次操作次数,当操作次数达到1百万时,SecondaryNameNode执行一次。
<property>
<name>dfs.namenode.checkpoint.txnsname>
<value>1000000value>
<description>操作动作次数description>
property>
<property>
<name>dfs.namenode.checkpoint.check.periodname>
<value>60value>
<description> 1分钟检查一次操作次数description>
property >
将SecondaryNameNode中数据拷贝到NameNode存储数据的目录;
杀掉NameNode进程
kill -9 NameNode进程
删除NameNode存储的数据(/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name)
rm -rf /opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name/*
拷贝SecondaryNameNode中数据到原NameNode存储数据目录
scp -r atguigu@hadoop104:/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/namesecondary/* ./name/
重新启动NameNode
sbin/hadoop-daemon.sh start namenode
使用-importCheckpoint选项启动NameNode守护进程,从而将SecondaryNameNode中数据拷贝到NameNode目录中。
修改hdfs-site.xml中的
<property>
<name>dfs.namenode.name.dirname>
<value>/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/namevalue>
property>
# 同步配置文件
/home/xuzheng/bin/xsync hdfs-sit.xml
杀掉NameNode进程
kill -9 NameNode进程
删除NameNode存储的数据(/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name)
rm -rf /opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/name/*
如果SecondaryNameNode不和NameNode在一个主机节点上,需要将SecondaryNameNode存储数据的目录拷贝到NameNode存储数据的平级目录,并删除in_use.lock文件
scp -r atguigu@hadoop104:/opt/module/hadoop-2.7.2/data/tmp/dfs/namesecondary ./
rm -rf in_use.lock
导入检查点数据,并手动启动NameNode
bin/hdfs namenode -importCheckpoint
sbin/hadoop-daemon.sh start namenode
NameNode启动时,首先将镜像文件(Fsimage)载入内存,并执行编辑日志(Edits)中的各项操作。一旦在内存中成功创建文件系统元数据的镜像,在创建一个新的Fsimage文件和一个空的编辑日志。此时,NameNode开始监听DataNode请求。这个过程期间,NameNode一直运行在安全模式,即NameNode的文件系统对于客户端来说是只读的。
系统中的数据库的位置并不是由NameNode维护的,而是以块列表的形式存储在DataNode中。在系统的正常操作期间,NameNode会在内存中保留所有块位置的映射信息。在安全模式下,各个DataNode会想NameNode发送最新的块列表信息,NameNode了解到足够多的块位置信息之后,即可高效运行文件系统。
如果满足“最小副本条件”,NameNode会在30秒后退出安全模式。所谓的最小副本条件指的是在整个文件系统中99.9%的块满足最小副本级别(默认值:dfs.replication.min=1)。在启动一个刚刚格式化的HDFS集群时,因为系统中还没有任何块,所以NameNode不会进入安全模式
# 查看安全模式状态
hdfs dfsadmin -safemode get
# 进入安全模式状态
hdfs dfsadmin -safemode enter
# 离开安全模式状态
hdfs dfsadmin -safemode leave
# 等待安全模式状态
hdfs dfsadmin -safemode wait
HDFS默认的超时时长为10分钟+30秒
TimeOut=2×dfs.namenode.heartbeat.recheck-interval +10×dfs.heartbeat.interval
vi hdfs-site.xml
# 添加如下配置,心跳重新检查时间间隔和心跳时间间隔
<property>
<name>dfs.namenode.heartbeat.recheck-interval</name>
<value>300000</value>
</property>
<property>
<name>dfs.heartbeat.interval</name>
<value>3</value>
</property>
sbin/hadoop-daemon.sh start datanode
sbin/yarn-daemon.sh start nodemanager
vi dfs.hosts
# 添加如下白名单节点
hadoop101
hadoop102
hadoop103
vi hdfs-site.xml
# 添加如下配置,增加dfs.hosts属性
<property>
<name>dfs.hosts</name>
<value>/opt/module/hadoop-2.7.2/etc/hadoop/dfs.hosts</value>
</property>
# 分发配置文件
xsync hdfs-site.xml
xsync dfs.hosts
# 分发配置文件
hdfs dfsabmin -refreshNodes
# 分发配置文件
yarn rmabmin -refreshNodes
# 分发配置文件
sbin/start-balancer.sh
退役黑名单生效后,hdfs会自动将黑名单上的机器的数据复制到其他节点,不需要用户干预,但是白名单不会这样做
等待退役节点状态为decommissioned(所有块已经复制完成),停止该节点及节点资源管理器。注意:如果副本数是3,服役的节点小于等于3,是不能退役成功的,需要修改副本数后才能退役
不允许白名单和黑名单中同时出现同一个主机名称。
vi dfs.hosts.exclude
# 添加如下白名单节点
hadoop104
hadoop105
vi hdfs-site.xml
# 添加如下配置,增加dfs.hosts属性
<property>
<name>dfs.hosts.exclude</name>
<value>/opt/module/hadoop-2.7.2/etc/hadoop/dfs.hosts.exclude</value>
</property>
# 分发配置文件
xsync hdfs-site.xml
xsync dfs.hosts.exclude
# 分发配置文件 NameNode节点
hdfs dfsabmin -refreshNodes
# 分发配置文件 NameNode节点
yarn rmabmin -refreshNodes
sbin/hadoop-daemon.sh stop datanode
sbin/yarn-daemon.sh stop nodemanager
# 分发配置文件
sbin/start-balancer.sh
# 这里的地址都是NameNode的地址
bin/hadoop distcp hdfs://hadoop202:9000/user/xuzheng/a.txt
hdfs://hadoop302:9000/user/xuzheng/a.txt
把/user/xuzheng/input目录里面的所有文件归档成一个叫input.har的归档文件,并把归档后文件存储到/user/xuzheng/output路径下
bin/hadoop archive -archiveName input.har –p /user/xuzheng/input /user/xuzheng/output
hadoop fs -lsr har:///user/xuzheng/output/input.har
hadoop fs -cp har:///user/xuzheng/output/input.har/* /user/xuzheng
vi core-site.xml
# 添加下面信息,开启回收站文件保留时间,分钟
<property>
<name>fs.trash.interval</name>
<value>1</value>
</property>
# 修改访问垃圾回收站用户名称
<property>
<name>hadoop.http.staticuser.user</name>
<value>xuzheng</value>
</property>
sbin/stop-yarn.sh
sbin/stop-dfs.sh
sbin/start-dfs.sh
sbin/start-yarn.sh
hadoop fs -mv /user/atguigu/.Trash/Current/user/xuzheng/input /user/xuzheng/input