cassandra读源码---Streaming

前言

cassandra的很多过程需要网络传输模块，需要在各个节点直接发送文件。包括加入节点，删除节点引起的不同节点的负责ring环的key值发生了变化，导致sstable需要在各个节点中移动。

整体过程

两个节点会创建一个相似的对称的StreamSession。主要是下面四个阶段。一个stream会话包含了多个文件，每个节点既有发送task,也会有接收task.涉及到的可参看的java知识有
1. 如何进行数据文件的串行化，使得在网络中传输。然后反串行化，重新写入到SSTable中
2. 一次会话中的读写需要分离吗？
3. 传输文件需要占用网络带宽，和节点的I/O资源，如何控制stream的速率？
4. 一次会话中包含多个文件的传输，某个文件失败了，如果处理？
5. 多个table之间的streaming应该是分离的，这之间如何管理

详细解释

1. 连接初始化

a. 节点会创建一个新的StreamSesssion。init,然后start。会创建一个ConnectionHandler，去创建两个connections，一个incoming,一个outgoing。
然后发送一条StreamInit 消息。

 /**
     * Bind this session to report to specific {@link StreamResultFuture} and
     * perform pre-streaming initialization.
     *
     * @param streamResult result to report to
     */
    public void init(StreamResultFuture streamResult)
    {
        this.streamResult = streamResult;
        StreamHook.instance.reportStreamFuture(this, streamResult);
    }


    public void start()
    {
        if (requests.isEmpty() && transfers.isEmpty())
        {
            logger.info("[Stream #{}] Session does not have any tasks.", planId());
            closeSession(State.COMPLETE);
            return;
        }

        try
        {
            logger.info("[Stream #{}] Starting streaming to {}{}", planId(),
                                                                   peer,
                                                                   peer.equals(connecting) ? "" : " through " + connecting);
            handler.initiate();
            onInitializationComplete();
        }
        catch (Exception e)
        {
            JVMStabilityInspector.inspectThrowable(e);
            onError(e);
        }
    }

（b）一旦收到了StreamInit message,follower就会创建自己的StreamSession,如果不存在的的话就创建，
然后将它附到自己的ConnectionHandler的socket。

（c）当incoming和outgoing connections都建立起来了，StreamSession 调用onInitializationComplete 方法去
进行下一个阶段。Streaming 准备阶段。

2. Streaming 准备阶段

（a）当调用onInitializatioinComplete()方法时，这个方法发送一个PrepareMessage包含将要发送的文件/sections，
（包装在StreamTransferTask，每个cf分离的)以及需要对方返回的task。如果没有从对方那边收到任何东西，就直接进入Streaming 阶段，否则等待对方prepareMessage。

(b)一旦收到PrepareMessage,接收者会记录下将会接收到的files/sections。并返回一个摘要给发送者。发送完消息后，接收者就进入到Streaming 阶段了。
（c）当发送者收到接收者PrepareMessage,记录下接收到的files/sections。然后进入到Streaming 阶段。

/**
 * Call back when connection initialization is complete to start the prepare phase.
 */
public void onInitializationComplete()
{
    // send prepare message
    state(State.PREPARING);
    PrepareMessage prepare = new PrepareMessage();
    prepare.requests.addAll(requests);
    for (StreamTransferTask task : transfers.values())
        prepare.summaries.add(task.getSummary());
    handler.sendMessage(prepare);

    // if we don't need to prepare for receiving stream, start sending files immediately
    if (requests.isEmpty())
        startStreamingFiles();
}

3. Streaming发送阶段

（a）这个阶段的是有每一个调用startStreamingFiles()方法的节点开启的(发送者，但是注意一个StreamSession的每一端都有可能是某些文件的发送者)，然后发送一个FileMassage为每个StreamTransferTask中的每一个文件。每一条FileMessage包含一个FileMessageHeader,代表哪个文件要进来，然后开始streaming那个文件的内容。（StreamWriter 在FlieMessage.serialize()）当一个文件完全被发送了，会调用那个文件的fileSent()方法。当一个StreamTransferTask所有的文件都完成了，调用StreamTransforTask.complete()。任务标记为完成。
（b）接收这端，一个SSTable会为进来的文件写SSTable(StreamReader 在FileMessage.deserialize())一旦FileMessage完全被接收了，文件会被标记为完成(received())。当所有的文件都接收了，sstables被加到了文件系统中(2nd index也已经建立了，StreamReceiveTask.complete())，任务被标记为完成(taskCompleted())

(c) 如果在某个特定的文件的streaming过程中，在接收过程中发生了I/O错误。(FileMessage.deserialize)。节点会重新retry这个文件，（retry次数取决于DatabaseDescriptor.getMaxStreamingRetries())通过发送一个RetryMessage给发送者。一旦接收到RetryMessage,发送者会为那个文件创建一个新的FileMessage

(d)当一个会话中所有的transfer和receive task都完成了，就进行到完成阶段

4. 完成阶段

当一个节点完成了所有的transfer 和receive task,就进入到了completion 阶段(maybeCompleted())。如果它已经从另外一边接收到一个CompleteMessage,这个会话就关闭了，否则这个节点切换到WAIT_COMPLETE 状态，并且发送一个CompleteMessage给另外一端。