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