Apache Flume - File通道

设计

       FileChannel是基于内存队列和WAL设计的。每次事务都是根据事物类型（Take和Put）写到WAL，队列也做相应的修改。每次事务被commited，都会调用fsync确保events被存储在磁盘文件，同时指向该event的指针被放到队列中。这里的队列服务就像其他队列一样：它管理着什么被sink消费。在Take期间，该event的指针从队列被删除。直接从WAL读这个event。由于今天我们有大量可用的RAM，从操作系统的文件缓存中读取也是经常发生的。

       崩溃后，通过重放WALs，队列位置能恢复到崩溃前同样的状态，而那些没有commited的事务被丢弃。重放WALs相当耗时，因此队列本身会周期性的写到磁盘。将队列写到磁盘称为checkpoint。这样，崩溃后，队列首先从磁盘checkpoint文件加载，然后仅仅重放那些队列被最后一次checkpoint到磁盘后commited的事务，这样明显的减少了读取WAL的数量。

       例如，一个channel有2个event，如下所示：

      

       

       WALs包含3个重要的属性：事务ID、序列号、event数据。每个事务都有唯一的事务Id，并且每个event都有唯一的序列号。事务Id被用来简单的将event分组到同一事务，而序列号在重放log时使用。上图中，事务ID为1，序列号为1，2，3.

       当队列被checkpoint到磁盘，增加序列号，同时序列号也被保存到磁盘。重启时，队列首先从磁盘加载，然后比队列序列号大的任何WAL实体被重放。checkpoin操作期间，队列是locked，以至于没有Put或Take操作可以更改它的状态。如果checkpoint期间允许队列的修改，将导致磁盘存储的队列快照与实际队列不一致。

       在上面例子中，事务1commited后，checkpoint发生，在队列中的结果带着events被保存到磁盘还有序列号4也被保存。

       之后，在事务2中，从队列take一个event：

        

        

        如果这个时候崩溃了，重启时队列从checkpoint加载，注意，checkpoint发生在事务2前，2个event“a”和“b”都会被加载到队列，之后任何比4大的已经确认的事务被重放，重放后，“a”event从队列被删除。

       上面的设计2点没有考虑到，Take或Put进行中，同时发生checkpoint，会导致数据丢失。假定checkpoint发生在take“a”之后：

        

        如果此时崩溃，在以上描述的设计下，event“b”被加载进入队列，之后重放比5大的任何WAL实体，事务2被rollback，但是这里的take “a”不会被重放。event “a”被丢失，Put也存在相似的情况。由于这个原因，当队列的checkpoint发生时，仍然在处理中的事务也被写出，以至于可以适当的处理这个问题。

       

实现

       FileChannel在Flume项目的flume-file-channel模块，对应包名为org.apache.flume.channel.file。上面描述的队列对应 FlumeEventQueue类，WAL对应 Log类。队列本身是一个环形数组，通过内存映射文件支撑；而WAL对应一组文件，可以使用 LogFile类和它的子类读写这些文件。

结论

       FileChannel在遇到硬件、软件、环境失败时，给Flume用户提供了持久化的保证，而且具有高的吞吐量。这两个方面对于大多数情况都是比较重要的，因此FileChannel是推荐使用的Channel。