Hadoop源碼分析之心跳機制

一．心跳機制 

1. hadoop集群是master/slave模式，master包括Namenode和Jobtracker，slave包括Datanode和Tasktracker。

2. master啟動的時候，會開一個ipc server在那里，等待slave心跳。

3. slave啟動時，會連接master，並每隔3秒鍾主動向master發送一個“心跳”，這個時間可 以通過”heartbeat.recheck.interval”屬性來設置。將自己的狀態信息告訴master，然后master也是通過這個心跳的返回值，向slave節點傳達指令。

4. 需要指出的是：namenode與datanode之間的通信，jobtracker與tasktracker之間的通信，都是通過“心跳”完成的。

二．Datanode、Namenode心跳源碼分析

既然“心跳”是Datanode主動給Namenode發送的。那Datanode是怎么樣發送的呢？下面貼出Datanode.class中的關鍵代碼：

代碼一：

/**
   * 循環調用“發送心跳”方法，直到shutdown
   * 調用遠程Namenode的方法
   */
  public void offerService() throws Exception {
•••
    while (shouldRun) {
      try {
        long startTime = now();
         // heartBeatInterval是在啟動Datanode時根據配置文件設置的，是心跳間隔時間
        if (startTime - lastHeartbeat > heartBeatInterval) {
          lastHeartbeat = startTime;
//Datanode發送心跳
          DatanodeCommand[] cmds = namenode.sendHeartbeat(dnRegistration,
                                                       data.getCapacity(),
                                                       data.getDfsUsed(),
                                                       data.getRemaining(),
                                                       xmitsInProgress.get(),
                                                       getXceiverCount());
          myMetrics.addHeartBeat(now() - startTime);
         
          if (!processCommand(cmds))
            continue;
        }
       
      •••
      }
    } // while (shouldRun)
  } // offerService

 

需要注意的是：發送心跳的對象並不是datanode，而是一個名為namenode的對象，難道在datanode端就直接有個namenode的引用嗎？其實不然，我們來看看這個namenode吧： 

代碼二：

public DatanodeProtocol namenode = null;

 

namenode其實是一個DatanodeProtocol的引用，在對hadoop RPC機制分析的文章中我提到過，這是一個Datanode和Namenode通信的協議，其中有許多未實現的接口方法，sendHeartbeat()就是其中的一個。下面看看這個namenode對象是怎么被實例化的吧： 

代碼三：

  this.namenode = (DatanodeProtocol) 
      RPC.waitForProxy(DatanodeProtocol.class,
                       DatanodeProtocol.versionID,
                       nameNodeAddr, 
                       conf);

 

其實這個namenode並不是Namenode的一個對象，而只是一個Datanode端對Namenode的代理對象，正是這個代理完成了“心跳”。代理的底層實現就是RPC機制了。

三．Tasktracker、Jobtracker心跳源碼分析

同樣我們從Tasktracker入手，下面貼出Tasktracker.class的關鍵代碼： 

代碼四：

代碼一：
State offerService() throws Exception {
    long lastHeartbeat = System.currentTimeMillis();
    while (running && !shuttingDown) {
     •••
        
        // 發送心跳，調用代碼二
        HeartbeatResponse heartbeatResponse = transmitHeartBeat(now);

      •••
    return State.NORMAL;
  }

代碼二：
HeartbeatResponse transmitHeartBeat(long now) throws IOException {
   •••
    HeartbeatResponse heartbeatResponse = jobClient.heartbeat(status, 
                                                              justStarted,
                                                              justInited,
                                                              askForNewTask, 
                                                         heartbeatResponseId);                              
•••
    return heartbeatResponse;
  }

 

其實我覺得分析到這里大家就可以自己分析了，jobClient也是一個協議： 

代碼五：

InterTrackerProtocol jobClient;

 

該協議用於定義Tasktracker和Jobtracker的通信。同樣，它也是一個代理對象：

 

代碼六：

   this.jobClient = (InterTrackerProtocol) 
    UserGroupInformation.getLoginUser().doAs(
        new PrivilegedExceptionAction<Object>() {
      public Object run() throws IOException {
        return RPC.waitForProxy(InterTrackerProtocol.class,
            InterTrackerProtocol.versionID,
            jobTrackAddr, fConf);
      }
    });

 

終於，hadoop底層通信整個系列的源碼分析全部完成了。我可以好好地復習學校的功課了。呵呵。