JavaHadoop的NameNode和SecondaryNameNode有什么用

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NN和2NN工作机制

思考：NameNode中的元数据是存储在哪里的？

如果我们假设元数据存储在NameNode节点的磁盘中，因为经常需要进行随机访问，还有响应客户请求，那么效率肯定很低。因此，元数据需要放在内存中。但如果只存在内存中，一旦断电，元数据就会丢失，整个集群就不能工作了。因此就产生在磁盘中备份元数据的FsImage中。

这样又会有新的问题出现，当内存中的元数据更新时，如果同时更新FsImage，就会导致效率过低，但如果不更新，又会发生一致性问题，一旦NameNode节点断电，就会产生数据丢失。因此，引入Edits文件(这个文件只进行追加操作，效率很高)。每当元数据有更新或者添加元数据时，先把日志记录到Edits中，然后修改内存中的元数据。这样，一旦NameNode节点断电，可以通过FsImage和Edits的合并，合成元数据。

但是，如果长时间添加数据到Edits中，又会导致该文件数据过大，从而效率降低，并且一旦断电，恢复元数据需要的时间过长。因此，需要定期进行FsImage和Edits的合并，如果这个操作由NameNode节点完成，又会效率过低。于是乎第二主角登场了，引入一个新的节点SecondaryNamenode，他的作用就是专门用于FsImage和Edits的合并。

工作机制如图所示

第一阶段：namenode启动

（1）第一次启动namenode格式化后（format），创建fsimage镜像和edits编辑日志文件。如果不是第一次启动，会直接加载编辑日志和镜像文件到内存。

（2）客户端请求元数据进行增删改。

（3）namenode对操作记录日志，更新滚动日志。

（4）然后，namenode对内存的数据进行增删改

第二阶段：Secondary NameNode工作

（1）Secondary NameNode询问namenode是否需要checkpoint，就是是否需要检查。直接带回namenode是否检查结果。

（2）Secondary NameNode请求执行checkpoint，也就是进行检查。

（3）namenode滚动正在写的edits编辑日志

（4）将滚动前的edits编辑日志和fsimage镜像文件拷贝到Secondary NameNode节点

（5）Secondary NameNode加载编辑日志和镜像文件到内存，并且进行合并

（6）生成新的镜像文件fsimage.chkpoint文件

（7）拷贝fsimage.chkpoint到namenode节点

（8）namenode将fsimage.chkpoint重新命名成fsimage，替换了原来的镜像

NN和2NN工作机制详解  Fsimage：NameNode内存中元数据序列化后形成的文件。Edits：记录客户端更新元数据信息的每一步操作（可通过Edits运算出元数据）。NameNode启动时，先滚动Edits并生成一个空的edits.inprogress，然后加载Edits和Fsimage到内存中，此时NameNode内存就持有最新的元数据信息。Client开始对NameNode发送元数据的增删改的请求，这些请求的操作首先会被记录到edits.inprogress中（查询元数据的操作不会被记录在Edits中，因为查询操作不会更改元数据信息），如果此时NameNode挂掉，重启后会从Edits中读取元数据的信息。然后，NameNode会在内存中执行元数据的增删改的操作。由于Edits中记录的操作会越来越多，Edits文件会越来越大，导致NameNode在启动加载Edits时会很慢，所以需要对Edits和Fsimage进行合并（所谓合并，就是将Edits和Fsimage加载到内存中，照着Edits中的操作一步步执行，最终形成新的Fsimage）。SecondaryNameNode的作用就是帮助NameNode进行Edits和Fsimage的合并工作。SecondaryNameNode首先会询问NameNode是否需要CheckPoint（触发CheckPoint需要满足两个条件中的任意一个，定时时间到和Edits中数据写满了）。直接带回NameNode是否检查结果。SecondaryNameNode执行CheckPoint操作，首先会让NameNode滚动Edits并生成一个空的edits.inprogress，滚动Edits的目的是给Edits打个标记，以后所有新的操作都写入edits.inprogress，其他未合并的Edits和Fsimage会拷贝到SecondaryNameNode的本地，然后将拷贝的Edits和Fsimage加载到内存中进行合并，生成fsimage.chkpoint，然后将fsimage.chkpoint拷贝给NameNode，重命名为Fsimage后替换掉原来的Fsimage。NameNode在启动时就只需要加载之前未合并的Edits和Fsimage即可，因为合并过的Edits中的元数据信息已经被记录在Fsimage中。

chkpoint检查时间参数设置

（1）通常情况下，SecondaryNameNode每隔一小时执行一次。

配置文件：hdfs-default.xml

  dfs.namenode.checkpoint.period  3600

（2）一分钟检查一次操作次数，当操作次数达到1百万时，SecondaryNameNode执行一次。

  dfs.namenode.checkpoint.txns  1000000操作动作次数
  dfs.namenode.checkpoint.check.period  60 1分钟检查一次操作次数

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