Hadoop源码分析之心跳机制

一．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。

二．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。

三．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);
      }
    });

终于，hadoop底层通信整个系列的源码分析全部完成了。我可以好好地复习学校的功课了。呵呵。