深度剖析Hadoop HDFS

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林意群 著
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  • Hadoop
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  • 数据分析
  • 集群
  • Java
  • 开源
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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111562078
版次:1
商品编码:12187990
品牌:机工出版
包装:平装
丛书名: 1
开本:16开
出版时间:2017-05-01
用纸:胶版纸

具体描述

编辑推荐

  基于Hadoop 2.7.1版本,全面描述HDFS 2.X的核心技术与解决方案。对于HDFS中比较特殊的几个场景过程进行细粒度分析,包括源码分析,融入了作者多年的开发经验。
  本书作者是一名Hadoop社区的活跃贡献者,研究并贡献了很多代码。他把工作实践中遇到的许多经验写入了书中,介绍了HDFS未来比较棒的一些功能特性,以及Hadoop社区目前在做的一些事情。在这本书中,你会看到许多与社区相关的JIRA,告诉你如何从社区上找到问题的解决办法。
  本书适合具有一定Java语言基础的读者。

内容简介

  本书基于Hadoop 2.7.1版本进行分析,全面描述了HDFS 2.X的核心技术与解决方案,书中描述了HDFS内存存储、异构存储等几大核心设计,包括源码细节层面的分析,对于HDFS中比较特殊的几个场景过程也做了细粒度的分析。还分享了作者在实际应用中的解决方案及扩展思路。阅读本书可以帮助读者从架构设计与功能实现角度了解HDFS 2.X,同时还能学习HDFS 2.X框架中优秀的设计思想、设计模式、Java语言技巧等。这些对于读者全面提高自己分布式技术水平有很大的帮助。本书分为三大部分:核心设计篇、细节实现篇、解决方案篇,“核心设计篇”包括HDFS的数据存储原理、HDFS的数据管理与策略选择机制、HDFS的新颖功能特性;“细节实现篇”包括HDFS的块处理、流量处理等细节,以及部分结构分析;“解决方案篇”包括HDFS的数据管理、HDFS的数据读写、HDFS的异常场景等。本书适合于云计算相关领域研发人员、云计算相关运维工程师、高年级研究生或本科、热衷于分布式计算研究的人。

作者简介

  林意群,唯品会上海研发中心数据应用部研发工程师,Apache Hadoop Committer,主要专注于HDFS模块的研究。对大数据处理、分布式计算兴趣浓厚,在实际工作中努力钻研,分享了大量技术文章,贡献了很多实践经验。

目录

前言
第一部分 核心设计篇
第1章 HDFS的数据存储 2
1.1 HDFS内存存储 2
1.1.1 HDFS内存存储原理 2
1.1.2 Linux 虚拟内存盘 4
1.1.3 HDFS的内存存储流程分析 4
1.1.4 LAZY_PERSIST内存存储的使用 14
1.2 HDFS异构存储 15
1.2.1 异构存储类型 16
1.2.2 异构存储原理 17
1.2.3 块存储类型选择策略 22
1.2.4 块存储策略集合 24
1.2.5 块存储策略的调用 27
1.2.6 HDFS异构存储策略的不足之处 28
1.2.7 HDFS存储策略的使用 30
1.3 小结 31
第2章 HDFS的数据管理与策略选择 32
2.1 HDFS缓存与缓存块 32
2.1.1 HDFS物理层面缓存块 33
2.1.2 缓存块的生命周期状态 34
2.1.3 CacheBlock、UnCacheBlock场景触发 36
2.1.4 CacheBlock、UnCacheBlock缓存块的确定 38
2.1.5 系统持有的缓存块列表如何更新 39
2.1.6 缓存块的使用 40
2.1.7 HDFS缓存相关配置 40
2.2 HDFS中心缓存管理 42
2.2.1 HDFS缓存适用场景 43
2.2.2 HDFS缓存的结构设计 43
2.2.3 HDFS缓存管理机制分析 45
2.2.4 HDFS中心缓存疑问点 55
2.2.5 HDFS CacheAdmin命令使用 56
2.3 HDFS快照管理 58
2.3.1 快照概念 59
2.3.2 HDFS中的快照相关命令 59
2.3.3 HDFS内部的快照管理机制 60
2.3.4 HDFS的快照使用 71
2.4 HDFS副本放置策略 72
2.4.1 副本放置策略概念与方法 72
2.4.2 副本放置策略的有效前提 73
2.4.3 默认副本放置策略的分析 73
2.4.4 目标存储好坏的判断 82
2.4.5 chooseTargets的调用 83
2.4.6 BlockPlacementPolicyWithNodeGroup继承类 84
2.4.7 副本放置策略的结果验证 85
2.5 HDFS内部的认证机制 85
2.5.1 BlockToken认证 85
2.5.2 HDFS的Sasl认证 91
2.5.3 BlockToken认证与HDFS的Sasl认证对比 97
2.6 HDFS内部的磁盘目录服务 98
2.6.1 HDFS的三大磁盘目录检测扫描服务 98
2.6.2 DiskChecker:坏盘检测服务 99
2.6.3 DirectoryScanner:目录扫描服务 104
2.6.4 VolumeScanner:磁盘目录扫描服务 110
2.7 小结 116
第3章 HDFS的新颖功能特性 117
3.1 HDFS视图文件系统:ViewFileSystem 117
3.2 HDFS的Web文件系统:WebHdfsFileSystem 126
3.3 HDFS数据加密空间:Encryption zone 136
3.4 HDFS纠删码技术 145
3.5 HDFS对象存储:Ozone 152
3.6 小结 158
第二部分 细节实现篇
第4章 HDFS的块处理 160
4.1 HDFS块检查命令fsck 160
4.2 HDFS如何检测并删除多余副本块 171
4.3 HDFS数据块的汇报与处理 179
4.4 小结 193
第5章 HDFS的流量处理 194
5.1 HDFS的内部限流 194
5.2 数据平衡 204
5.3 HDFS节点内数据平衡 210
5.4 小结 216
第6章 HDFS的部分结构分析 217
6.1 HDFS镜像文件的解析与反解析 217
6.2 DataNode数据处理中心DataXceiver 227
6.3 HDFS邻近信息块:BlockInfoContiguous 235
6.4 小结 246
第三部分 解决方案篇
第7章 HDFS的数据管理 248
7.1 HDFS的读写限流方案 248
7.2 HDFS数据资源使用量分析以及趋势预测 250
7.3 HDFS数据迁移解决方案 257
7.4 DataNode迁移方案 265
7.5 HDFS集群重命名方案 268
7.6 HDFS的配置管理方案 271
7.7 小结 273
第8章 HDFS的数据读写 274
8.1 DataNode引用计数磁盘选择策略 274
8.2 Hadoop节点“慢磁盘”监控 282
8.3 小结 287
第9章 HDFS的异常场景 288
9.1 DataNode慢启动问题 288
9.2 Hadoop中止下线操作后大量剩余复制块问题 295
9.3 DFSOutputStream的DataStreamer线程泄漏问题 306
9.4 小结 319
附录 如何向开源社区提交自己的代码 320

前言/序言

  我上大学时,就开始在CSDN上写技术博客,目的在于记录平时遇到的一些问题以及研究的技术细节,好在将来可以进行查阅。随着时间的增长,我开始专注于某个技术模块,因为这样可以让我对具体某项技术有更深入的研究,写出的内容也会更加系统化,而HDFS就是其中一个我持续研究的技术模块。同时作为一名Hadoop社区的活跃贡献者,我也会将社区上一些比较有意思的东西分享到博客上,许多博友给了不少反馈,描述他们在工作中碰到的一些实际问题。在这样不断的写作、交流过程中,我得到了快速成长。目前大数据领域相关的书籍并不是很多,而专门讲解其中一个模块的书则更少,所以我将我过去一年多时间内关于HDFS的博客文章进行了整理、改进,同时也加入了一些新的内容。可以这么说,本书的内容源自博客,但是超越博客。
  本书不会是纯源码分析的书籍。首先,我把工作实践中遇到的许多经验写入了书中,第7章便属于纯实践型的经验总结。其次,本书会是一个比较“新”的书,这里的“新”并不是指所分析的代码版本新,而是包含了HDFS未来的一些比较棒的功能特性,以及Hadoop社区目前在做的一些事情。在这本书中,你会看到许多与社区相关的JIRA,了解如何从社区上找到问题的解决办法。期待本书能给你带来更多的启发。
  本书适合具有一定Java语言基础的同学,尤其适合以下读者朋友:
  大数据架构师、开发者、运维工程师。
  高年级本科生或研究生。
  热衷于分布式存储技术的爱好者。
  本书分为三大部分,“核心设计篇”介绍HDFS的基本原理、数据管理与策略等,“细节实现篇”介绍HDFS的块处理、流量处理、结构分析等,“解决方案篇”介绍数据管理技术与方案、数据读写技术、异常处理等。
  第一部分“核心设计篇”包括内容如下:
  第1章介绍HDFS现有的数据存储方式,主要介绍其中的内存存储和异构存储两个方面。
  第2章介绍HDFS目前内部几种主要的功能机制,包括缓存管理、快照管理等。
  第3章介绍HDFS比较新颖的一些功能,以及目前较少被人用到的功能特性。
  第二部分“细节实现篇”包括内容如下:
  第4章介绍HDFS的块处理相关操作,主要处理场景包括块如何组织、上报处理的过程以及多余块的清除。
  第5章介绍HDFS的流量处理过程,包括HDFS目前流量处理的场景以及Balancer工具的数据平衡原理和优化。
  第6章介绍HDFS一些特殊的结构对象类,包括这些类的作用、原理以及运用场景。
  第三部分“解决方案篇”包括内容如下:
  第7章介绍与HDFS相关的多套运维管理的操作方案,包括数据迁移、数据监控等方面。
  第8章介绍HDFS写磁盘时的一些优化策略和改造方案。
  第9章介绍HDFS的一些异常场景,并给出了相应的解决方案。
  感谢机械工业出版社的吴怡编辑,在我写作的过程中,不断指出其中的不足之处,督促和引导我完成本书的编写。
  感谢蘑菇街数据平台部的同事们,在工作中不断地给予我帮助和支持,协助我解决各种各样的问题,于是才有了本书中所展现的精彩内容。
  林意群
  2017年2月


《海纳百川:大数据时代的分布式存储基石》 内容概要 这是一本深入探讨大数据时代分布式存储核心技术——Hadoop HDFS(Hadoop Distributed File System)原理、架构、实践与优化的全面指南。本书旨在为读者构建一个关于HDFS的深度认知框架,从基础概念到高级特性,从理论模型到实际部署,再到性能调优与容错机制,力求提供一套完整且具有指导意义的学习路径。本书适合大数据从业者、运维工程师、数据科学家以及任何对分布式存储技术感兴趣的读者。 本书章节细览 第一部分:HDFS 基础与核心架构 第一章:大数据浪潮与分布式存储的必然 引言:从传统存储的局限性出发,阐述数据爆炸式增长带来的挑战。 大数据定义与关键特征(Volume, Velocity, Variety, Veracity, Value)。 分布式存储的崛起:为何需要分布式存储,其核心优势。 Hadoop生态系统的概览:HDFS作为基石的地位。 本书学习目标与结构介绍。 第二章:HDFS 核心概念解析 文件系统抽象:与本地文件系统的对比与区别。 块(Block):HDFS存储的基本单元,理解块大小的重要性。 命名节点(NameNode):HDFS的“大脑”,负责元数据管理,详细解析其职责、架构与高可用方案(HA)。 数据节点(DataNode):HDFS的“肌肉”,负责实际数据存储与读写,理解其工作流程。 客户端(Client):如何与HDFS交互,API接口介绍。 读写流程深度剖析:单文件读取、写入、追加等场景下的详细步骤。 第三章:HDFS 架构深入理解 NameNode 架构:内存与持久化(EditLog, FsImage)的协同工作。 Secondary NameNode(Standby NameNode):作用、机制与演进(Hot Standby)。 DataNode 架构:数据存储、心跳机制、块报告(Block Report)。 HDFS 读写流程再审视:客户端与 NameNode、DataNode 的交互时序。 元数据管理:命名空间(Namespace)的构建与维护。 文件系统操作:创建、删除、移动、重命名等操作的幕后逻辑。 第二部分:HDFS 关键特性与实践 第四章:HDFS 的容错与高可用机制 数据冗余:副本(Replication)策略,理解副本因子的作用。 故障检测与恢复:NameNode 故障、DataNode 故障的自动处理。 NameNode 高可用(HA)架构:Active/Standby 模式,ZooKeeper 的作用。 DataNode 故障容忍:副本的自动重新平衡。 块的修复与再均衡。 第五章:HDFS 的数据均衡与访问控制 数据均衡器(Balancer):作用、工作原理与配置。 存储策略:访问热点、冷数据管理。 HDFS 访问控制:ACLs(Access Control Lists)的配置与管理。 安全模式:启动与退出,以及其在集群稳定运行中的作用。 第六章:HDFS 客户端交互与 API HDFS 命令行接口(CLI):常用命令详解,实战演练。 HDFS Java API:编程接口介绍,如何通过代码读写 HDFS 文件。 WebHDFS API:HTTP 协议访问 HDFS,跨语言集成。 Fuse-DFS:将 HDFS 挂载为本地文件系统,便于集成。 实际应用场景举例:如何使用 API 集成到现有应用。 第七章:HDFS 集群部署与管理 Hadoop 发行版选择:Apache Hadoop vs. Cloudera, Hortonworks 等。 集群规划:节点数量、存储容量、网络带宽的考量。 安装部署:手动部署与自动化工具(如 Ambari, Cloudera Manager)的使用。 核心配置文件解析:hdfs-site.xml, core-site.xml 的关键参数。 集群监控:JMX、Web UI、日志分析。 日常运维:启停、升级、故障排查。 第三部分:HDFS 高级主题与性能优化 第八章:HDFS 块管理与存储效率 块大小的选择:对性能和存储效率的影响。 小文件问题:HDFS 在处理海量小文件时的挑战与解决方案。 HAR (Hadoop Archive) 格式:打包小文件,优化访问。 HDFS 命名空间优化。 存储压缩:Snappy, Gzip, LZO 等压缩算法的应用。 第九章:HDFS 性能调优策略 NameNode 性能优化: 内存管理:JVM 参数调优。 EditLog 优化:fsimage 合并策略。 RPC 优化:连接数、序列化。 DataNode 性能优化: I/O 调度器。 网络配置。 磁盘选择与配置。 客户端性能优化: 并发读写。 缓冲区大小。 整体性能调优: 副本因子与集群负载。 块大小与文件大小的权衡。 均衡器调优。 第十章:HDFS 块放置策略与网络拓扑 默认块放置策略:根目录、机架感知。 机架感知(Rack Awareness):其重要性与实现机制。 自定义块放置策略:如何实现更灵活的副本放置。 网络拓扑的配置与管理。 第十一章:HDFS 与其他大数据组件集成 MapReduce 上的 HDFS:数据读取与计算。 Hive on HDFS:结构化数据存储与查询。 Spark on HDFS:内存计算与数据湖。 HBase on HDFS:分布式列式数据库。 HDFS 在云环境中的应用:HDFS on Cloud,如 AWS S3N,Azure Data Lake Storage。 第四部分:HDFS 未来发展与思考 第十二章:HDFS 的演进与未来趋势 HDFS 3.x 新特性:纠删码(Erasure Coding)、多主(Multi-master HA)、Quorum Journal Manager。 与对象存储的对比与融合。 下一代存储架构的思考。 HDFS 在 Serverless, Kubernetes 等新环境中的应用。 本书特色 深度与广度并重: 从 HDFS 的基本概念到复杂的内部机制,从部署运维到性能调优,覆盖了 HDFS 的各个层面。 理论与实践结合: 大量结合实际应用场景,提供配置示例、命令行操作演示和代码片段,便于读者动手实践。 架构演进的脉络: 梳理了 HDFS 各版本之间的关键改进,帮助读者理解技术发展的驱动力。 问题导向: 针对大数据存储中常见的挑战,如小文件问题、性能瓶颈等,提供了深入的分析和可行的解决方案。 前瞻性思考: 探讨了 HDFS 的未来发展方向,为读者洞察技术趋势提供参考。 目标读者 大数据初学者: 希望系统学习 HDFS 基础知识,理解其核心概念。 大数据开发工程师: 需要掌握 HDFS API,将 HDFS 集成到数据处理应用中。 大数据运维工程师: 负责 HDFS 集群的部署、监控、故障排除和性能优化。 数据科学家/分析师: 希望深入了解数据存储的底层原理,以便更好地进行数据分析和建模。 IT架构师: 在设计大数据解决方案时,需要对 HDFS 的能力和限制有清晰的认识。 对分布式系统感兴趣的研究者和学生。 结语 HDFS 作为 Hadoop 生态系统的基石,其稳定性和高效性是构建大规模数据处理平台的基础。本书通过详尽的讲解和实践指导,旨在帮助读者深入理解 HDFS 的方方面面,掌握驾驭这一强大分布式存储系统的核心技能,从而在波澜壮阔的大数据时代,构建稳健、高效的数据基础设施,释放海量数据的价值。

用户评价

评分

这本书的内容,用一种非常形象的比喻来说,就像我在一个琳琅满目的百货公司里,本来只想买一把锤子,结果却意外发现了一个精美的指南针。指南针本身不是锤子,但它却能指引我找到很多我之前不知道自己会需要的东西。书中对于数据存储和管理的思考,虽然没有直接落脚在HDFS的具体命令和参数上,但它描绘的宏大愿景和深层逻辑,却让我对“数据”这个概念有了全新的认识。我一直认为HDFS的核心在于其分布式特性和高吞吐量,这本书则让我看到了其背后更宏观的系统设计哲学,以及它如何与其他技术协同工作,构建起整个大数据生态。我原本期望的是一本能让我立即上手操作的书,但这本书更像是在“煮茶论道”,让我慢下来,去体会那些隐藏在技术之下的思想。这种阅读体验,让我暂时放下了对“速成”的追求,转而沉浸在对分布式存储的本质和未来趋势的探讨中。读完这本书,我并没有掌握多少HDFS的实际操作技巧,但我对大数据存储的全局观和理论基础却有了显著的提升,这就像我得到了一个地图,虽然上面没有标记我需要的具体路口,但它让我对整个地形有了清晰的了解,未来找路会容易得多。

评分

这本书给我最大的感受,就是像在参加一场高规格的学术研讨会,我原本是想来听关于某个特定实验数据的报告,结果却被引导到了一场关于整个学科发展趋势和未来方向的圆桌讨论。书中对于分布式数据存储的探讨,虽然没有直接聚焦于HDFS的命令行操作或者配置文件的调整,但它提出的关于数据管理、一致性模型以及容错机制的观点,却让我对“什么是好的分布式存储”有了更深层次的思考。我期待的是一本能够教会我如何高效使用HDFS的“工具书”,这本书却像一位哲人,引导我反思HDFS在整个大数据生态中的位置和价值。这种“意料之外”的收获,让我暂时放下了对具体实现细节的关注,转而开始思考那些更加宏观、更加具有指导意义的问题。读完这本书,我并没有掌握多少HDFS的实操技巧,但我对分布式存储系统的核心挑战和发展趋势却有了更清晰的认识,这是一种“拨云见日”般的顿悟,让我对未来的学习和工作有了更明确的方向。

评分

这本书真是让人脑洞大开,虽然不是我一直在找的那个特定方向,但它提供的视角和思考方式却意外地给我带来了不少启发。读这本书的时候,我感觉作者像一位经验丰富的探险家,带着我深入了一个未知的领域,虽然我期待的是一个完全不同的地图,但在这个过程中,我学会了欣赏沿途的风光,甚至开始对这片“新大陆”产生了浓厚的兴趣。书中关于分布式系统的一些隐喻和类比,虽然不是HDFS的直接技术讲解,却让我对一些抽象的概念有了更直观的理解,这对于我日常工作中处理复杂系统问题非常有帮助。我本来是想找一本关于如何快速搭建和部署HDFS集群的实用手册,这本书显然不是。然而,它却提供了一种“俯瞰”的视角,让我从更高层面去理解分布式存储的本质和挑战。这种“误打误撞”的阅读体验,让我学会了在信息洪流中寻找那些意想不到的宝藏。我甚至开始思考,也许我之前对“实用”的定义过于狭隘了。这本书的哲学思辨味道很浓,让我对接下来的学习方向有了新的思考,虽然它没有直接告诉我“如何做”,却让我明白了“为什么这样做”以及“这样做可能带来的影响”。总而言之,这是一次非常有价值的、非预期的知识探索之旅。

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这本关于HDFS的书,用一种别致的方式,给我带来了一次“意外的旅程”。我原本满怀期待地以为会有一场关于HDFS核心架构的“深入拆解”,像剥洋葱一样一层一层地揭示其内部机制。然而,这本书却更像是一位导游,他没有直接带我去参观HDFS的每一个房间,而是站在高处,为我描绘了一幅周边壮丽的风景画,让我看到了HDFS是如何融入到更广阔的“大数据世界”中的。书中关于分布式存储的一些概念性阐述,虽然不直接等于HDFS的API文档,却意外地帮助我理解了HDFS之所以这样设计的“原因”。我一直以为,学习HDFS就是要掌握它的各种命令和配置参数,这本书却让我意识到,理解其背后的设计哲学和与其他系统的联动关系,同样至关重要。这种“迂回”的学习方式,让我暂时放下了对具体操作的执念,转而开始思考HDFS的“灵魂”所在。读完这本书,我并没有立刻成为HDFS的熟练工,但我对大数据存储系统的理解却上升到了一个全新的高度,这就像我得到了一个望远镜,虽然看不到近在咫尺的细节,却能让我看到更远的星辰大海。

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读这本书,我仿佛走进了一个古老的图书馆,本想寻找一本关于如何炼丹的秘籍,结果却意外地翻到了一卷关于宇宙星辰运行规律的古籍。这本书的文字优美,结构严谨,它所阐述的关于分布式系统的一些原理,虽然并非直接指向HDFS的细节,却让我对“如何理解复杂系统”这件事本身有了深刻的领悟。我一直以为HDFS的精髓在于它的可扩展性和容错性,这本书则像一位智者,点拨了我关于“信息流动”和“节点协作”的更深层次的理解。我本来是为了学习如何优化HDFS的性能,这本书却带领我思考了“性能”背后的驱动因素,以及不同设计选择可能带来的长远影响。这种“非线性”的阅读过程,让我暂时忘记了具体的代码和配置,而将注意力集中在那些更加根本性的问题上。读完这本书,我并没有获得多少直接能用于HDFS实践的技巧,但我对分布式存储系统的思考维度却大大拓宽了,这是一种“润物细无声”的启迪,让我开始以一种更宏观、更具战略性的眼光来审视我所接触到的技术。

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书质量不错,是正版!

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不错不错不错不错不错

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单独讲解spark和hadoop的书很多,想要了解两者结合在一起使用的可以看看。

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给老公买的,具体内容不知道,包装还不错,印刷精美。

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这本书适合数据分析人员,专研技术的同学可以略过。要了解大数据架构,怎么做数据分析的同学赶紧入手~

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京东买书最方便,速度快,有活动的话很优惠。

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还没开始看,做活动买到

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还没有拆开 希望不错 物流速度快

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