checkpoint 機(jī)制的具體實(shí)現(xiàn)

我們都知道為了優(yōu)化分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中 NameNode 的重啟性能，我們引進(jìn)了 checkpoint 機(jī)制和 FsImage 快照，使得 FsImage 和 editslog 共同為系統(tǒng)元數(shù)據(jù)提供持久化功能。

那么我們今天就來(lái)學(xué)習(xí)一下，checkpoint 機(jī)制具體應(yīng)該要怎么實(shí)現(xiàn)？？

BackNode 節(jié)點(diǎn)冷備份

NameNode 的主要工作時(shí)維護(hù)系統(tǒng)中文件元數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)其持久化；在每執(zhí)行一個(gè)操作之后，NameNode 都要生成一個(gè) editslog，最后刷盤(pán)（但是不是每生成一條數(shù)據(jù)就刷盤(pán)一次）。

從這我們可以發(fā)現(xiàn)，NameNode 進(jìn)程，它需要額外分配出來(lái)一個(gè)線程，后臺(tái)線程定時(shí)的去進(jìn)行磁盤(pán)IO的操作，其實(shí)這個(gè)是很影響本地 CPU 負(fù)載的；另外，假設(shè)這時(shí)候來(lái)了很多操作請(qǐng)求，那么系統(tǒng)中將有大量的線程用來(lái)來(lái)更新內(nèi)存的文件目錄樹(shù)，這時(shí)候肯定是要加鎖的了。此時(shí)如果系統(tǒng)還要每隔一段時(shí)間，耗費(fèi)比如說(shuō)幾秒鐘，甚至幾分鐘的時(shí)間來(lái)對(duì)文件目錄樹(shù)進(jìn)行加鎖，讀取數(shù)據(jù)，寫(xiě)入本地磁盤(pán)；這樣就會(huì)導(dǎo)致更新文件目錄樹(shù)，和讀取文件目錄樹(shù)寫(xiě)入磁盤(pán)，它們之間會(huì)產(chǎn)生巨大的鎖的沖突。

如果上述所有操作都在 NameNode 上執(zhí)行的話，就太影響 NameNode 節(jié)點(diǎn)的性能了。

為此，我們需要考慮給系統(tǒng)中增加一個(gè)角色——BackNode，其實(shí)它的功能就有點(diǎn)像 HDFS 中的 SecondaryNameNode。

BackNode 是充當(dāng)于 NameNode 的一個(gè)冷備份的角色，我們可以將 checkpoint 的操作交給其來(lái)執(zhí)行，這樣就可以減輕 NameNode 這邊的性能消耗了。

checkpoint 的實(shí)現(xiàn)

BackNode 在啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)啟動(dòng)一個(gè) checkpoint 的調(diào)度任務(wù)：

// 調(diào)度任務(wù)：fsImageCheckpointer
defaultScheduler.schedule("FSImage Checkpoint操作", fsImageCheckpointer,
        backupnodeConfig.getCheckpointInterval(), backupnodeConfig.getCheckpointInterval(), TimeUnit.MILLISECONDS);

這是一個(gè)定時(shí)任務(wù)，每隔一段時(shí)間就會(huì)被執(zhí)行一次。

下面我們一起來(lái)看看 checkpoint 任務(wù)具體需要做些什么？

• 判斷當(dāng)前系統(tǒng)中的 txid 和上一次 checkpoint 時(shí)的是否一致，不一致才繼續(xù)執(zhí)行
• 根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)生成 FsImage
• 處理掉舊的 FsImage

具體代碼如下：

/**
 * checkpoint 任務(wù)
 */
@Override
public void run() {
    log.info("BackupNode啟動(dòng)checkpoint后臺(tái)線程.");
    try {
        // 如果是正在恢復(fù)元數(shù)據(jù)，則直接返回
        if (nameSystem.isRecovering()) {
            log.info("正在恢復(fù)元數(shù)據(jù)...");
            return;
        }
        // 當(dāng)前 maxid 和 之前記錄的 maxid 相等
        if (nameSystem.getMaxTxId() == lastCheckpointTxId) {
            log.info("EditLog和上次沒(méi)有變化，不進(jìn)行checkpoint: [txId={}]", lastCheckpointTxId);
            return;
        }
        // 以下討論的情況是：當(dāng)前 maxid 和 之前記錄的 maxid 不相等（大于）
        // 對(duì)當(dāng)前內(nèi)存中的數(shù)據(jù)生成快照
        FsImage fsImage = nameSystem.getFsImage();
        // 更新記錄中的 maxid
        lastCheckpointTxId = fsImage.getMaxTxId();
        // 路徑
        String fsImageFile = backupNodeConfig.getFsImageFile(String.valueOf(System.currentTimeMillis()));
        log.info("開(kāi)始執(zhí)行checkpoint操作: [maxTxId={}]", fsImage.getMaxTxId());
        // 寫(xiě)入FsImage文件
        doCheckpoint(fsImage, fsImageFile);
        // 上傳 FsImage 給 NameNode
        uploadFsImage(fsImageFile);
        // 刪除舊的FSImage
        namenodeClient.getDefaultScheduler().scheduleOnce("刪除FSImage任務(wù)", fsImageClearTask, 0);
    } catch (Exception e) {
        log.error("FSImageCheckPointer error:", e);
    }
}

以上就是checkpoint 機(jī)制具體實(shí)現(xiàn)示例詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于checkpoint 機(jī)制實(shí)現(xiàn)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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