Hadoop心跳机制源码分析

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正文：

一．体系背景

首先和大家说明一下：hadoop的心跳机制的底层是通过RPC机制实现的，这篇文章我只介绍心跳实现的代码，对于底层的具体实现，大家可以参考我的另几篇博客：

1. hadoop的RPC机制（参考：http://weixiaolu.iteye.com/blog/1504898 ）
2. 动态代理（参考 ：http://weixiaolu.iteye.com/blog/1477774 ）
3. Java NIO（参考 ：http://weixiaolu.iteye.com/blog/1479656 ）

以上三篇文章和这篇文章完整地分析了hadoop的数据传输过程。大家可以当成一个体系来阅读。

二．心跳机制

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

2. master启动的时候，会开一个ipc server在那里，等待slave心跳。

3. slave启动时，会连接master，并每隔3秒钟主动向master发送一个“心跳”，这个时间可 以通过”heartbeat.recheck.interval”属性来设置。将自己的状态信息告诉master，然后master也是通过这个心跳的返回值，向slave节点传达指令。

4. 需要指出的是：namenode与datanode之间的通信，jobtracker与tasktracker之间的通信，都是通过“心跳”完成的。

三．Datanode、Namenode心跳源码分析


既然“心跳”是Datanode主动给Namenode发送的。那Datanode是怎么样发送的呢？下面贴出Datanode.class中的关键代码：

代码一：


    /**
       * 循环调用“发送心跳”方法，直到shutdown
       * 调用远程Namenode的方法
       */  
      public void offerService() throws Exception {  
    ???  
        while (shouldRun) {  
          try {  
            long startTime = now();  
             // heartBeatInterval是在启动Datanode时根据配置文件设置的，是心跳间隔时间  
            if (startTime - lastHeartbeat > heartBeatInterval) {  
              lastHeartbeat = startTime;  
    //Datanode发送心跳  
              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：发送心跳的对象并不是datanode，而是一个名为namenode的对象，难道在datanode端就直接有个namenode的引用吗？其实不然，我们来看看这个namenode吧：

代码二：


    public DatanodeProtocol namenode = null;  



namenode其实是一个DatanodeProtocol的引用，在对hadoop RPC机制分析的文章中我提到过，这是一个Datanode和Namenode通信的协议，其中有许多未实现的接口方法，sendHeartbeat()就是其中的一个。下面看看这个namenode对象是怎么被实例化的吧：

代码三：


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



其实这个namenode并不是Namenode的一个对象，而只是一个Datanode端对Namenode的代理对象，正是这个代理完成了“心跳”。代理的底层实现就是RPC机制了。参考博客：http://weixiaolu.iteye.com/blog/1504898 。

四．Tasktracker、Jobtracker心跳源码分析


同样我们从Tasktracker入手，下面贴出Tasktracker.class的关键代码：

代码四：


    代码一：  
    State offerService() throws Exception {  
        long lastHeartbeat = System.currentTimeMillis();  
        while (running && !shuttingDown) {  
         ???  
              
            // 发送心跳，调用代码二  
            HeartbeatResponse heartbeatResponse = transmitHeartBeat(now);  
      
          ???  
        return State.NORMAL;  
      }  
      
    代码二：  
    HeartbeatResponse transmitHeartBeat(long now) throws IOException {  
       ???  
        HeartbeatResponse heartbeatResponse = jobClient.heartbeat(status,   
                                                                  justStarted,  
                                                                  justInited,  
                                                                  askForNewTask,   
                                                             heartbeatResponseId);                                
    ???  
        return heartbeatResponse;  
      }  



其实我觉得分析到这里大家就可以自己分析了，jobClient也是一个协议：

代码五：


    InterTrackerProtocol jobClient;  



该协议用于定义Tasktracker和Jobtracker的通信。同样，它也是一个代理对象：



代码六：


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