hadoop深入研究:(八)——codec

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所有源码在github上，https://github.com/lastsweetop/styhadoop

简介

codec其实就是coder和decoder两个单词的词头组成的缩略词。CompressionCodec定义了压缩和解压接口，我们这里讲的codec就是实现了CompressionCodec接口的一些压缩格式的类，下面是这些类的列表：

使用CompressionCodes解压缩

CompressionCodec有两个方法可以方便的压缩和解压。

压缩：通过createOutputStream(OutputStream out)方法获得CompressionOutputStream对象

解压：通过createInputStream(InputStream in)方法获得CompressionInputStream对象

压缩的示例代码

package com.sweetop.styhadoop;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.io.IOUtils;
import org.apache.hadoop.io.compress.CompressionCodec;
import org.apache.hadoop.io.compress.CompressionOutputStream;
import org.apache.hadoop.util.ReflectionUtils;

/**
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 */
public class StreamCompressor {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String codecClassName = args[0];
        Class<?> codecClass = Class.forName(codecClassName);
        Configuration conf = new Configuration();
        CompressionCodec codec = (CompressionCodec) ReflectionUtils.newInstance(codecClass, conf);

        CompressionOutputStream out = codec.createOutputStream(System.out);
        IOUtils.copyBytes(System.in, out, 4096, false);
        out.finish();
    }
}

从命令行接受一个CompressionCodec实现类的参数，然后通过ReflectionUtils把实例化这个类，调用CompressionCodec的接口方法对标准输出流进行封装，封装成一个压缩流，通过IOUtils类的copyBytes方法把标准输入流拷贝到压缩流中，最后调用CompressionCodec的finish方法，完成压缩。

再来看下命令行：

echo "Hello lastsweetop" | ~/hadoop/bin/hadoop com.sweetop.styhadoop.StreamCompressor  org.apache.hadoop.io.compress.GzipCodec | gunzip -

使用GzipCodec类来压缩“Hello lastsweetop”,然后再通过gunzip工具解压。

我们来看一下输出：

 [exec] 13/06/26 20:01:53 INFO util.NativeCodeLoader: Loaded the native-hadoop library
     [exec] 13/06/26 20:01:53 INFO zlib.ZlibFactory: Successfully loaded & initialized native-zlib library
     [exec] Hello lastsweetop

使用CompressionCodecFactory解压缩

如果你想读取一个被压缩的文件的话，首先你得先通过扩展名判断该用哪种codec，可以看下 hadoop深入研究:(七)——压缩 中得对应关系。

当然有更简便得办法，CompressionCodecFactory已经帮你把这件事做了，通过传入一个Path调用它得getCodec方法,即可获得相应得codec。我们来看下代码

package com.sweetop.styhadoop;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.fs.FileSystem;
import org.apache.hadoop.fs.Path;
import org.apache.hadoop.io.IOUtils;
import org.apache.hadoop.io.compress.CompressionCodec;
import org.apache.hadoop.io.compress.CompressionCodecFactory;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.URI;

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 */
public class FileDecompressor {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String uri = args[0];
        Configuration conf = new Configuration();
        FileSystem fs = FileSystem.get(URI.create(uri), conf);

        Path inputPath = new Path(uri);
        CompressionCodecFactory factory = new CompressionCodecFactory(conf);
        CompressionCodec codec = factory.getCodec(inputPath);
        if (codec == null) {
            System.out.println("No codec found for " + uri);
            System.exit(1);
        }
        String outputUri = CompressionCodecFactory.removeSuffix(uri, codec.getDefaultExtension());

        InputStream in = null;
        OutputStream out = null;

        try {
            in = codec.createInputStream(fs.open(inputPath));
            out = fs.create(new Path(outputUri));
            IOUtils.copyBytes(in,out,conf);
        } finally {
            IOUtils.closeStream(in);
            IOUtils.closeStream(out);
        }
    }
}

注意看下removeSuffix方法，这是一个静态方法，它可以将文件的后缀去掉，然后我们将这个路径做为解压的输出路径。 CompressionCodecFactory能找到的codec也是有限的，默认只有三种org.apache.hadoop.io.compress.GzipCodec,org.apache.hadoop.io.compress.BZip2Codec,org.apache.hadoop.io.compress.DefaultCodec,如果想添加其他的codec你需要更改io.compression.codecs属性，并注册codec。

原生库

现在越来越多原生库的概念，hdfs的codec也不例外，原生库可以极大的提升性能比如gzip的原生库解压提高50%，压缩提高10%，但不是所有codec都有原生库的，而一些codec只有原生库。我们来看下列表：

linux下，hadoop以前提前编译好了32位的原生库和64位的原生库，我们看下：

[hadoop@namenode native]$pwd
/home/hadoop/hadoop/lib/native
[hadoop@namenode native]$ls -ls
total 8
4 drwxrwxrwx 2 root root 4096 Nov 14  2012 Linux-amd64-64
4 drwxrwxrwx 2 root root 4096 Nov 14  2012 Linux-i386-32

如果是其他平台的话，你就需要自己编译了，详细步骤请看这里 http://wiki.apache.org/hadoop/NativeHadoop

java原生库的路径可以通过java.library.path指定，在bin目录下，hadoop的启动脚本已经指定，如果你不用这个脚本，那么你就需要在你的程序中指定了，hadoop脚本中指定原生库路径的片段：

if [ -d "${HADOOP_HOME}/build/native" -o -d "${HADOOP_HOME}/lib/native" -o -e "${HADOOP_PREFIX}/lib/libhadoop.a" ]; then

  if [ -d "$HADOOP_HOME/build/native" ]; then
    JAVA_LIBRARY_PATH=${HADOOP_HOME}/build/native/${JAVA_PLATFORM}/lib
  fi

  if [ -d "${HADOOP_HOME}/lib/native" ]; then
    if [ "x$JAVA_LIBRARY_PATH" != "x" ]; then
      JAVA_LIBRARY_PATH=${JAVA_LIBRARY_PATH}:${HADOOP_HOME}/lib/native/${JAVA_PLATFORM}
    else
      JAVA_LIBRARY_PATH=${HADOOP_HOME}/lib/native/${JAVA_PLATFORM}
    fi
  fi

  if [ -e "${HADOOP_PREFIX}/lib/libhadoop.a" ]; then
    JAVA_LIBRARY_PATH=${HADOOP_PREFIX}/lib
  fi
fi

hadoop会去查找对应的原生库，并且自动加载，你不需要关心这些设置。但某些时候你不想使用原生库，比如调试一些bug的时候，那么可以通过hadoop.native.lib设置为false来实现。

如果你用原生库做大量的压缩和解压的话可以考虑用CodecPool,有点象连接迟，这样你就无需频繁的去创建codec对象。

package com.sweetop.styhadoop;

import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.io.IOUtils;
import org.apache.hadoop.io.compress.CodecPool;
import org.apache.hadoop.io.compress.CompressionCodec;
import org.apache.hadoop.io.compress.CompressionOutputStream;
import org.apache.hadoop.io.compress.Compressor;
import org.apache.hadoop.util.ReflectionUtils;

/**
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 */
public class PooledStreamCompressor {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String codecClassName = args[0];
        Class<?> codecClass = Class.forName(codecClassName);
        Configuration conf = new Configuration();
        CompressionCodec codec = (CompressionCodec) ReflectionUtils.newInstance(codecClass, conf);
        Compressor compressor = null;
        try {
            compressor = CodecPool.getCompressor(codec);
            CompressionOutputStream out = codec.createOutputStream(System.out, compressor);
            IOUtils.copyBytes(System.in, out, 4096, false);
            out.finish();
        } finally {
            CodecPool.returnCompressor(compressor);
        }
    }
}

代码比较容易理解，通过CodecPool的getCompressor方法获得Compressor对象，该方法需要传入一个codec，然后Compressor对象在createOutputStream中使用，使用完毕后再通过returnCompressor放回去。

输出结果如下：

 [exec] 13/06/27 12:00:06 INFO util.NativeCodeLoader: Loaded the native-hadoop library
     [exec] 13/06/27 12:00:06 INFO zlib.ZlibFactory: Successfully loaded & initialized native-zlib library
     [exec] 13/06/27 12:00:06 INFO compress.CodecPool: Got brand-new compressor
     [exec] Hello lastsweetop