Hadoop源码学习笔记(6)

——从ls命令一路解剖

Hadoop几个模块的程序我们大致有了点了解，现在我们得细看一下这个程序是如何处理命令的。 我们就从原头开始，然后一步步追查。

我们先选中ls命令，这是一个列出分面式文件系统中的目录结构。传入一个查阅地址，如果没有则是根目录。启动NameNode和DataNode服务。然后在命令行中输入ls :

换成程序，如果写呢，我们新建一个ClientEnter类。之前章节中，我们就知道，在命令行中输入的dfs命令，指向到org.apache.hadoop.fs.FsShell，则这个类入口是一个main函数。所以先直接用，在clientEnter类的main函数中加入下面代码：

FsShell.main(new String[]{"-ls"});

然后执行，看到下面结果：

这个结果，与控制台中的是一样的，所以说调用正确。注意，这里多加了几行初使化用的，先写上，后面会用。

动刀解剖，我们进入FsShell的main函数中，看看里面是怎么实现的：

1. public static void main(String argv[]) throws Exception {
2.    FsShell shell = new FsShell();
3.    int res;
4.    try {
5.      res = ToolRunner.run(shell, argv);
6.    } finally {
7.      shell.close();
8.    }
9.    System.exit(res);
10.  }

它这里，通过ToolRunner绕了一下，目的是把argv进行了下处理，但最终回到了FsShell的run函数中，进之：

发现，里面有大量的if else 条件都是cmd判断是否等于某个命令，于是找到ls命令，发现其调了FsShell下的ls函数，进之：

1. private int ls(String srcf, boolean recursive) throws IOException {
2.     Path srcPath = new Path(srcf);
3.     FileSystem srcFs = srcPath.getFileSystem(this.getConf());
4.     FileStatus[] srcs = srcFs.globStatus(srcPath);
5.     if (srcs==null || srcs.length==0) {
6.       throw new FileNotFoundException("Cannot access " + srcf +
7.           ": No such file or directory.");
8.     }
9.  
10.     boolean printHeader = (srcs.length == 1) ? true: false;
11.     int numOfErrors = 0;
12.     for(int i=0; i<srcs.length; i++) {
13.       numOfErrors += ls(srcs[i], srcFs, recursive, printHeader);
14.     }
15.     return numOfErrors == 0 ? 0 : -1;
16.   }

这个ls函数行数不多，容易看清，参数是第一个是文件路径，第二个是递归。

然后前2~4行，就可以看到，获取到了文件状态，第13行，是打印显示查到的文件状态结果。这里就不进入看了。

于是提到出2~4行代码，加入到我们的测试程序中。同时把之前的调用注释掉：

1. // 列出文件（原）
2.  //FsShell.main(new String[]{"-ls"});
3.  FileSystem srcFs = FileSystem.get(conf);
4.  FileStatus[] items = srcFs.listStatus(new Path("hdfs://localhost:9000/user/zjf"));
5.  for (int i = 0; i < items.length; i++)
6.  System.out.println( items[i].getPath().toUri().getPath());

小步快走，运行之，发现文件夹是对的，但打印内容少了，没错，因为我们没从FileStatus中全打出来。

这里可以看到，ls命令的核心是FileSystem中的listStatus函数了。

继续动刀。

观察FileSystem的listStatus函数，发现是个虚函数，同时FileSystem也是个一个抽象类，说明具体的listStatus实现，必然还在其它类中。于是监视srcFs类，发现其类型为DistributedFileSystem于是，把代码转换一下：

DistributedFileSystem srcFs = (DistributedFileSystem)FileSystem.get(conf);

运行程序，没有变化。说明路走对了。

继续，想抛弃这个FileSystem类呢，就行看看它如何在get方法中创建DistributedFileSystem这个类的，一级级查，发现，最终是在这里创建：

1. private static FileSystem createFileSystem(URI uri, Configuration conf  ) throws IOException {
2.   Class<?> clazz = conf.getClass("fs." + uri.getScheme() + ".impl", null);
3.   if (clazz == null) {
4.     throw new IOException("No FileSystem for scheme: " + uri.getScheme());
5.   }
6.   FileSystem fs = (FileSystem)ReflectionUtils.newInstance(clazz, conf);
7.   fs.initialize(uri, conf);
8.   return fs;
9. }

这里应用了反射，可以看出，作者还是很牛的，这函数跟据传入的uri，的scheme（就是地址的前缀），来根据配置，创建相应的实现类，是一个工厂模式。

这里我们传入的uri是hdfs:// 所以查询参数：fs.hadfs.impl。于是到core-default.xml中查：

1. <property>
2.   <name>fs.hdfs.impl</name>
3.   <value>org.apache.hadoop.hdfs.DistributedFileSystem</value>
4.   <description>The FileSystem for hdfs: uris.</description>
5. </property>

发现，此处配置文件，正是我们的DistributeFileSystem类。

然后看到，创建对象完后，就调用了initialize函数。于是我们把程序进一步改造：

1. DistributedFileSystem srcFs = new DistributedFileSystem();
2. srcFs.initialize(uri, conf);
3. FileStatus[] items = srcFs.listStatus(new Path(
4. ......

运行程序，保持正确结果。

此时，可以杀入DistributedFileSystem类的listStatus函数了。

1. public FileStatus[] listStatus(Path p) throws IOException {
2.     FileStatus[] infos = dfs.listPaths(getPathName(p));
3.     if (infos == null) return null;
4.     FileStatus[] stats = new FileStatus[infos.length];
5.     for (int i = 0; i < infos.length; i++) {
6.       stats[i] = makeQualified(infos[i]);
7.     }
8.     return stats;
9.   }

进入后，发现主要由这个dfs对象访问，于是寻找dfs对象的创建：

this.dfs = new DFSClient(namenode, conf, statistics);

于是继续把我们的程序改造：

1. Statistics statistics = new Statistics(uri.getScheme());
2.        InetSocketAddress namenode = NameNode.getAddress(uri.getAuthority());
3.       DFSClient dfs = new DFSClient(namenode, conf, statistics);
4.       FileStatus[] items = dfs.listPaths("/user/zjf");
5.       for (int i = 0; i < items.length; i++)
6.          System.out.println(items[i].getPath().toUri().getPath());

改造后，运行，结果与之前相同，说明路走对了。

继续前进，进入listPath函数，发现又是调用了ClientProtocol类的getListing函数。而这个ClientProtocol接口，好象有点熟悉了，在之前讲RPC调用时，这个是一个给客户端使用的接口，而具体的实现，在服务器端。

所以抛开DFSClient类，我们自己也可以创建这个RPC接口，然后自己调用。改造成如下：

1. InetSocketAddress nameNodeAddr = NameNode.getAddress(uri.getAuthority());
2.    ClientProtocol namenode = (ClientProtocol)RPC.getProxy(ClientProtocol.class,
3.            ClientProtocol.versionID, nameNodeAddr, UnixUserGroupInformation.login(conf, true), conf,
4.            NetUtils.getSocketFactory(conf, ClientProtocol.class));
5.    FileStatus[] items = namenode.getListing("/user/zjf");
6.    for (int i = 0; i < items.length; i++)
7.       System.out.println(items[i].getPath().toUri().getPath());

此时，我们在Client这端已经走到了尽头，RPC调用getListing接口，具体实现是在nameNode服务器端了。

即然RPC在客户端调用的接口，具体是在服务器端实现。那么，我们如果直接创建服务器端的实现类，调用相应类的函数，不也能产出相同的结果么。

于是直接使用NameNode来创建实例，来调用：

1. UserGroupInformation.setCurrentUser(UnixUserGroupInformation.login(conf, true));
2.       NameNode namenode = new NameNode(conf);
3.       FileStatus[] items = namenode.getListing("/user/zjf");
4.       for (int i = 0; i < items.length; i++)
5.          System.out.println(items[i].getPath().toUri().getPath());

运行该程序时，需要把之前的NameNode程序停止掉，因为我们不再需要这个服务，而是直接call这个服务中的方法了。

到目前为止，我们已经通过ls这个命令，从client端一杀到了namenode端。然后分析其它几个命令(delete,mkdir,getFileInfo)与ls相同。所以要想再深入看这些命令的处理，得在namenode中进一步研究。

namenode我们知道，主要存放的是文件目录信息，那利用上述这些命令，就可以进一步研究其目录的存储方式。这一块将在下一章中为进一步探讨。