HDFS——fsimage

【前言】

在《HDFS——editLog文件》一文中提到了namenode（后面简称nn）的元数据信息由editlog和fsimage文件组成。

editlog文件记录对文件系统的写操作，fsimage存放文件系统的元数据信息。

最后也提出了一些问题，例如editlog文件个数的上限，editlog文件与fsimage文件的关系。

本文针对fsimage的一些原理进行总结。

【checkpoint】

hdfs运行过程中，文件系统的所有写操作日志都会记录到editlog文件中，久而久之，就会有大量的editlog文件。

为了避免这种情况的出现，hdfs会定期对这些操作日志进行合并，然后连同内存中记录的元数据信息一并写入文件，这个文件就是fsimage文件，而整个过程就是checkpoint。

由于editlog文件的合并过程会耗时比较长，如果在active namenode（后面均称之为ann）上执行可能会影响文件的正常读写，因此checkpoint通常由standby namenode（后面均称之为snn）触发，其大概流程为：

• snn向ann请求下载最新的一批editlog文件
• snn完成editlog文件的下载后，执行所有这些editlog文件中的操作，并更新在内存中记录的元数据信息
• snn将内存中的元数据信息按一定的格式保存到fsimage文件中
• snn将生成的fsimage上传到ann中
• snn和ann删除各自老的editlog文件和fsimage文件

几个细节：

• snn每次从ann下载完editlog文件，并执行这些editlog文件中的操作后，会保存最后一个事务的ID。这样，下次checkpoint时，从保存的最后一个事务ID到最新的事务ID，请求包含这个事务ID范围内的所有editlog文件。
• 每次checkpoint写fsimage时，fsimage文件名中会包含上面提到的这个事务ID。

【文件删除策略】

checkpoint执行最后，会将老的editlog文件和fsimage文件删除，具体的删除依据由下面几个配置文件决定：

dfs.namenode.num.checkpoints.retained

fsimage文件的保留个数，默认值为2，也就是最多保存2个fsimage文件。

dfs.namenode.max.extra.edits.segments.retained

editlog文件保留个数，默认值为10000。

dfs.namenode.num.extra.edits.retained

editlog文件中保留的事务个数，默认值为1000000。

具体含义为：

每次checkpoint生成新的fsimage文件后，根据fsimage的保留个数，保留最新的几个fsimage文件，其余的都直接删除。

然后从这些保留的fsimage中，得到最小的事务ID，然后结合保留的事务数，保留的editlog文件数，计算出需要保留的editlog文件，并从这些文件中得到最小的事务ID，在该事务ID之前的所有editlog文件都将被删除。

例如：

checkpoint后最后一个事务ID为96796869，保留2个fsimage，因此删除之前的fsiamge；然后往前保留1000000个事务，即从95796870开始，事务ID比这个小的editlog文件都会被删除（包含95796870的editlog会被保留，即便该editlog文件的事务ID可能会比95796870小）。

【checkpoint的触发时机】

触发进行checkpoint的时机由这么几个配置项决定

dfs.namenode.checkpoint.period

执行checkpoint的最小时间间隔，默认为3600秒，即1小时。

dfs.namenode.checkpoint.txns

触发checkpoint的事务数，默认值为1000000。

dfs.namenode.checkpoing.check.period

检测是否满足上面两个条件的时间间隔，默认值为60秒。即1分钟检查一次啊上述两个条件只要符合其一，则执行checkpoint。

【fsimage文件查看】

fsimage以二进制数据写入，直接查看会不方便，因此hdfs提供了命令来查看fsimage文件中的内容，具体命令为：

hdfs oiv [arg]
必选的参数有：
-i,-inputFile <arg>    待查看的fsimage文件

可选参数有：
-o,-outputFile <arg>   转换后保存的文件
-p,-percessor <arg>    转换的格式，可选值有XML,FileDistribution,ReverseXML,Web,Delimited,默认为Web
-delimiter <arg>       配合-p 指定为Delimited使用，