大數據經典面試題答疑---經常問的原理問題總結(系列文章，持續更新)，幫你解決大數據開發中的困擾。

　　1. HDFS

　　答案區：

　　1.HDFS

　　1.1. 讀數據

　　1.2.寫數據

　　如果在寫的過程中某個datanode發生錯誤，會采取以下幾步：

　　1) pipeline被關閉掉;

　　2)為了防止防止丟包ack quene里的packet會同步到data quene里;

　　3)把產生錯誤的datanode上當前在寫但未完成的block刪掉;

　　4)block剩下的部分被寫到剩下的兩個正常的datanode中;

　　5)namenode找到另外的datanode去創建這個塊的復制。當然，這些操作對客戶端來說是無感知的。

　　6.當客戶端結束寫入數據，則調用stream的close函數。此操作將所有的數據塊寫入pipeline中的數據節點，并等待ack queue返回成功。最后通知元數據節點寫入完畢。

　　校驗

　　1.2.1. HDFS在寫入過程中如何保證packet傳輸的一致性

　　hdfs寫入的時候計算出校驗和，然后每次讀的時候再計算校驗和。hdfs每固定長度就會計算一次校驗和，這個值由io.bytes.per.checksum指定，默認是512字節。因為CRC32是32位即4個字節，這樣校驗和占用的空間就會少于原數據的1%。

　　datanode在存儲收到的數據前會校驗數據的校驗和，比如收到客戶端的數據或者其他副本傳過來的數據。hdfs數據流中客戶端寫入數據到hdfs時的數據流，在管道的最后一個datanode會去檢查這個校驗和，如果發現錯誤，就會拋出ChecksumException到客戶端。

　　可以在對FileSystem調用open()之前調用setVerifyChecksum()來禁止校驗和檢測.

　　也可以通過在shell中執行-get,-copyToLocal命令時指定-ignoreCrc選項做到.

　　1.3. namenode

　　根據元數據增長趨勢，參考本文前述的內存空間占用預估方法，能夠大體得到NameNode常駐內存大小，一般按照常駐內存占內存總量~60%調整JVM內存大小可基本滿足需求。

　　為避免GC出現降級的問題，可將CMSInitiatingOccupancyFraction調整到~70。

　　NameNode重啟過程中，尤其是DataNode進行BlockReport過程中，會創建大量臨時對象，為避免其晉升到Old區導致頻繁GC甚至誘發FGC，可適當調大Young區(-XX:NewRatio)到10~15。

　　據了解，針對NameNode的使用場景，使用CMS內存回收策略，將HotSpot JVM內存空間調整到180GB，可提供穩定服務。繼續上調有可能對JVM內存管理能力帶來挑戰，尤其是內存回收方面，一旦發生FGC對應用是致命的。這里提到180GB大小并不是絕對值，能否在此基礎上繼續調大且能夠穩定服務不在本文的討論范圍。結合前述的預估方法，當可用JVM內存達180GB時，可管理元數據總量達~700M，基本能夠滿足中小規模以下集群需求。

　　結論：

　　1）Total = 198 ∗ num(Directory + Files) + 176 ∗ num(blocks) + 2% ∗ size(JVM Memory Size)

　　2）受JVM可管理內存上限等物理因素，180G內存下，NameNode服務上限的元數據量約700M。

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