Hadoop 源代码分析（一七）DataNode

周围的障碍扫清以后，我们可以开始分析类DataNode。类图如下：
 

publipublic class DataNode extends Configured
implements InterDatanodeProtocol, ClientDatanodeProtocol, FSConsta nts, Runnable
上面给出了DataNode 的继承关系，我们发现，DataNode 实现了两个通信接口，其中ClientDatanodeProtocol 是用于和Client
交互的，InterDatanodeProtocol，就是我们前面提到的DataNode 间的通信接口。ipcServer（类图的左下方）是DataNode 的
一个成员变量，它启动了一个IPC 服务，这样，DataNode 就能提供ClientDatanodeProtocol 和InterDatanodeProtocol 的能
力了。
我们从main 函数开始吧。这个函数很简单，调用了createDataNode 的方法，然后就等着DataNode 的线程结束。createDataNode
首先调用instantiateDataNode 初始化DataNode，然后执行runDatanodeDaemon。runDatanodeDaemon 会向NameNode 注册，如
果成功，才启动DataNode 线程，DataNode 就开始干活了。
初始化DataNode 的方法instantiateDataNode 会读取DataNode 需要的配置文件，同时读取配置的storage 目录（可能有多个，
看storage 的讨论部分），然后把这两参数送到makeInstance 中，makeInstance 会先检查目录（存在，是目录，可读，可写），
然后调用：
new DataNode(conf, dirs);
接下来控制流就到了构造函数上。构造函数调用startDataNode，完成和DataNode 相关的初始化工作（注意，DataNode 工作线
程不在这个函数里启动）。首先是初始化一堆的配置参数，什么NameNode 地址，socket 参数等等。然后，向NameNode 请求配
置信息（DatanodeProtocol.versionRequest），并检查返回的NamespaceInfo 和本地的版本是否一致。
正常情况的下一步是检查文件系统的状态并做必要的恢复，初始化FSDataset（到这个时候，上面图中storage 和data 成员变
量已经初始化）。
然后，找一个端口并创建DataXceiverServer（run 方法里启动），创建DataBlockScanner（根据需要在offerService 中启动，
只启动一次），创建DataNode 上的HttpServer，启动ipcServer。这样就结束了DataNode 相关的初始化工作。
在启动DataNode 工作线程前，DataNode 需要向NameNode 注册。注册信息在初始化的时候已经构造完毕，包括DataXceiverServer
端口，ipcServer 端口，文件布局版本号等重要信息。注册成功后就可以启动DataNode 线程。
DataNode 的run 方法，循环里有两种选择，升级（暂时不讨论）/正常工作。我们来看正常工作的offerService 方法。offerService
也是个循环，在循环里，offerService 会定时向NameNode 发送心跳，报告系统中Block 状态的变化，报告DataNode 现在管理
的Block 状态。发送心跳和Block 状态报告时，NameNode 会返回一些命令，DataNode 将执行这些命令。
心跳的处理比较简单，以heartBeatInterval 间隔发送。
Block 状态变化报告，会利用保存在receivedBlockList 和delHints 两个列表中的信息。receivedBlockList 表明在这个
DataNode 成功创建的新的数据块，而delHints，是可以删除该数据块的节点。如在DataXceiver 的replaceBlock 中，有调用：
datanode.notifyNamenodeReceivedBlock(block, sourceID)
这表明，DataNode 已经从sourceID 上接收了一个Block，sourceID 上对应的Block 可以删除了（这个场景出现在当系统需要
做负载均衡时，Block 在DataNode 之间拷贝）。
Block 状态变化报告通过NameNode.blockReceived 来报告。
Block 状态报告也比较简单，以blockReportInterval 间隔发送。
心跳和Block 状态报告可以返回命令，这也是NameNode 先DataNode 发起请求的唯一方法。我们来看一下都有那些命令：
DNA_TRANSFER：拷贝数据块到其他DataNode
DNA_INVALIDATE：删除数据块（简单方法）
DNA_SHUTDOWN：关闭DataNode（简单方法）
DNA_REGISTER：DataNode 重新注册（简单方法）
DNA_FINALIZE ：提交升级（简单方法）
DNA_RECOVERBLOCK：恢复数据块
拷贝数据块到其他DataNode 由transferBlocks 方法执行。注意，返回的命令可以包含多个数据块，每一个数据块可以包含多
个目标地址。transferBlocks 方法将为每一个Block 启动一个DataTransfer 线程，用于传输数据。
DataTransfer 是一个DataNode 的内部类，它利用我们前面介绍的OP_WRITE_BLOCK 写数据块操作，发送数据到多个目标上面。
恢复数据块和NameNode 的租约（lease）恢复有关，我们后面再讨论。