Hadoop中的RPC实现——服务器端通信组件

在前一篇博文中，我已经详细的讲解了Hadoop RPC中客户端通信组件的实现，与之对应的就会有一套服务器端通信组件的实现。Hadoop RPC的服务器端采用了多线程的设计，即服务器会开启多个处理器(后天线程)来处理所有客户端发送过来的RPC调用请求，所以在服务器端主要包括三个组件：监听器(Listener)、处理器(多个Handler)、响应发送器(Responder)。接下来我将主要围绕这三大组件来介绍服务器端的工作原理。

     还是先来看看与服务器端相关的实现类吧！

1.Server类

    从上面的类图中，我们可以看出 Server类的核心是服务器端的三大组件，因此Server类的本质工作就是对这三大组件进行管理，如启动/停止组件等。

 private String bindAddress;             //服务端绑定的地址
 private int port;                               //服务端监听端口
 private int handlerCount;                       //处理器的数量
 private Class<? extends Writable> paramClass;   //调用参数的解析器类
 private int maxIdleTime;                        //一个客户端连接后的最大空闲时间
 private int thresholdIdleConnections;           // 可维护的最大连接数量
 int maxConnectionsToNuke;

 private int maxQueueSize;           //处理器Handler实例队列大小
 private int socketSendBufferSize;               //Socket Buffer大小
 private final boolean tcpNoDelay;               //TCP连接是否不延迟

 volatile private boolean running = true;         //Server是否运行
 private BlockingQueue<Call> callQueue; //待处理的rpc调用队列

 //维护客户端连接的列表
 private List<Connection> connectionList
 //监听Server Socket的线程，为处理器Handler线程创建任务
 private Listener listener = null;
 private Responder responder = null;//响应客户端RPC调用的线程，向客户端调用发送响应信息
 private int numConnections = 0; //连接数量
 private Handler[] handlers = null;//处理器Handler线程数组

     服务器为了提高RPC的吞吐率，设计了多个处理器线程来处理客户端的RPC调用请求，至于服务器端可以同时开启多少个处理器，是由属性决定的handlerCount，该属性的值可以在创建Server实例时设置，对于Hadoop中各个节点中的Server实例，当然可以通过配置文件来设置的，NameNode、DataNode、JobTracker节点对应的配置项分别为：dfs.namenode.handler.count、dfs.datanode.handler.count、mapred.job.tracker.handler.count，而TaskTracker节点中Server内部处理器的数量是由Hadoop集群中可运行的最大map任务数或者reduce任务数决定的。另外一个方面，受限于系统资源等原因，Server内部的处理器的数量也就是有限的了，同时等待处理器处理的RPC调用的队列大小也是有限制的，因此对于每一个Server处理，待其处理的RPC调用请求上限(另一方面也是考虑到处理时间的原因)是：

maxQueueSize=handlerCount*Max_QUEUE_SIZE_PER_HANDLER

目前Max_QUEUE_SIZE_PER_HANDLER的值为100。

2.Listener类

 private long lastCleanupRunTime; //上一次清理客户端连接的时间
 private long cleanupInterval; //清理客户端端连接的时间间隔
 private int backlogLength; //允许客户端等待连接的队列长度

    监听器Listener被用来侦听服务器的服务地址，处理客户端的连接请求。当发现客户端发起连接请求时，监听器会创建一个对应的Connection对象，当发现客户端发送来RPC调用请求时，就调用对应的Connection来处理。这里需要注意的是客户端在连接成功之后并不会马上向其发送RPC调用，而是首先发送验证信息(这一点在上一篇博文中谈到过)，而服务器端也会先验证这些信息(协议版本号、用户权限等)，当然这个验证在Connection的整个生命周期中只有一次，就是刚开始的时候。同时，Listener还要完成的一个工作就是对客户端连接Connection进行管理。首先，Listener限制了客户端等待连接的数量，也就说同时不能超过backlogLength个客户端等待和服务器建立连接，这个值的默认大小为128，但也可以通过配置文件来设置，对应的配置项为：ipc.server.listen.queue.size。当服务器端连接的客户端数量超过threshholdIdleConnections时就会对客户端连接进行每 cleanupInterval ms一次的清理，清理的对象主要是那些空闲时间超过 maxIdleTime ms的客户端连接，即关闭掉这些客户端连接Connection，同时每一次清理(关闭)Connection的数量又不能超过maxConnectionsToNuke。这些参数对应的值如下：

3.Connection类

   Connection类主要用来接受客户端发送过来的RPC调用，即把网络网络二进制数据进行解析，最后封装成一个Call对象，这个对象实际上就是表示一次RPC调用所需要的所有相关参数。之后把这个Call添加到待处理的队列callQueue中。当然，Connection每一次在接收到一个Call之后就会更新它的lastContact值，Listener主要根据该值来计算当前Connection的空闲时间。

4.Handler类

   每一个处理器总是不停的从待处理的Call队列callQueue中获取一个Call来处理，处理完之后就会把该Call交给响应发送器Responder来处理，对于已经处理过的Call，无论是成功还是失败，其处理结果都存放在Call的response属性中了。

5.Responder类

   对于处理器已经处理过的Call，Responder不会马上将该Call的处理结果发送回客户端除非该客户端只有这一个call调用，否则Responder会把这个已经处理好的Call加入到其客户端连接Connection的内部队列responseQueue中，也就是说Responder是以Connection为调度单位来处理的。另外，还有一个检查机制就是对于某一个客户端的一次批量的RPC调用，如果在 PURGE_INTERVAL ms之后不能全部处理完的话，服务器就会放弃为该客户端提供服务，断开与它之前的网络连接。目前，PURGE_INTERVAL的值为900000。

   服务器端的工作流程如图所示：