HDFS源码分析心跳汇报之BPServiceActor工作线程运行流程

在《HDFS源码分析心跳汇报之数据结构初始化》一文中，我们了解到HDFS心跳相关的BlockPoolManager、BPOfferService、BPServiceActor三者之间的关系，并且知道最终HDFS的心跳是通过BPServiceActor线程实现的。那么，这个BPServiceActor线程到底是如何工作的呢？本文，我们将继续HDFS心跳分析之BPServiceActor工作线程运行流程。

首先，我们先看下

那么，BPServiceActor线程是通过什么样的流程来实现心跳的呢？我们来看下它正常工作的run()方法，代码如下：

1. /**
2. * No matter what kind of exception we get, keep retrying to offerService().
3. * That's the loop that connects to the NameNode and provides basic DataNode
4. * functionality.
5. *
6. * Only stop when "shouldRun" or "shouldServiceRun" is turned off, which can
7. * happen either at shutdown or due to refreshNamenodes.
8. */
9. @Override
10. public void run() {
11. // 记录日志信息：starting to offer service
12. LOG.info(this + " starting to offer service");
13. try {
14. // 在一个while循环内，完成连接NameNode并握手操作，即初始化
15. while (true) {
16. // init stuff
17. try {
18. // setup storage
19. // 连接NameNode并握手
20. connectToNNAndHandshake();
21. break;
22. } catch (IOException ioe) {
23. // 如果存在异常
24. // Initial handshake, storage recovery or registration failed
25. // 现将运行状态runningState设置为初始化失败INIT_FAILED
26. runningState = RunningState.INIT_FAILED;
27. // 调用shouldRetryInit()方法判断初始化失败时是否可以重试
28. if (shouldRetryInit()) {
29. // Retry until all namenode's of BPOS failed initialization
30. // 记录error日志信息
31. LOG.error("Initialization failed for " + this + " "
32. + ioe.getLocalizedMessage());
33. // 线程休眠5s，并记录info日志信息，之后再进入循环重复执行之前的操作
34. sleepAndLogInterrupts(5000, "initializing");
35. } else {
36. // 不允许重试的情况下，将运行状态runningState设置为失败FAILED，退出循环，并返回
37. runningState = RunningState.FAILED;
38. LOG.fatal("Initialization failed for " + this + ". Exiting. ", ioe);
39. return;
40. }
41. }
42. }
43. // 设置运行状态runningState为正在运行RUNNING
44. runningState = RunningState.RUNNING;
45. // 进入另一个while循环，不停的调用offerService()方法，
46. // 发送心跳给NameNode并接收来自NameNode，然后根据命令交给不同的组件去处理
47. // 循环的条件就是该线程的标志位shouldServiceRun为true，且dataNode的shouldRun()返回true
48. while (shouldRun()) {
49. try {
50. offerService();
51. } catch (Exception ex) {
52. // 存在异常的话，记录error日志，并休眠5s
53. LOG.error("Exception in BPOfferService for " + this, ex);
54. sleepAndLogInterrupts(5000, "offering service");
55. }
56. }
57. // 设置运行状态runningState为已退出EXITED
58. runningState = RunningState.EXITED;
59. } catch (Throwable ex) {
60. LOG.warn("Unexpected exception in block pool " + this, ex);
61. runningState = RunningState.FAILED;
62. } finally {
63. LOG.warn("Ending block pool service for: " + this);
64. // 清空，释放占用的资源
65. cleanUp();
66. }
67. }

在run()方法的开始，也就是BPServiceActor线程刚启动时，会在一个while循环内，完成连接NameNode并握手操作，即初始化。这里，是通过调用connectToNNAndHandshake()方法完成与NameNode的连接并进行两次握手的。值得一提的是，如果出现了IOException异常，会先将运行状态runningState设置为初始化失败INIT_FAILED，然后调用shouldRetryInit()方法判断初始化失败时是否可以重试：

1、如果可以重试的话，记录error日志信息，线程休眠5s，并记录info日志信息，之后再进入循环重复执行之前的操作；

2、不允许重试的情况下，将运行状态runningState设置为失败FAILED，退出循环，并返回。

接下来，设置运行状态runningState为正在运行RUNNING，进入另一个while循环，不停的调用offerService()方法，发送心跳给NameNode并接收来自NameNode的命令，然后根据命令交给不同的组件去处理，循环的条件就是该线程的标志位shouldServiceRun为true，且dataNode的shouldRun()返回true；

而当循环过程中存在异常Exception的话，记录error日志，并休眠5s，然后继续循环，只有当shouldRun()方法返回false，才退出循环，设置运行状态runningState为已退出EXITED，最终调用cleanUp()方法释放占用的资源等。

上述就是BPServiceActor线程正常工作进行周期性心跳的主流程。下面，我们针对其中的某些细节进行详细描述。

首先，完成与NameNode的连接并进行两次握手的connectToNNAndHandshake()方法，实现如下：

1. /**
2. * 连接NameNode并握手
3. */
4. private void connectToNNAndHandshake() throws IOException {
5. // get NN proxy
6. // 利用DataNode实例dn的connectToNN()方法和NameNode地址nnAddr获得NameNode的代理bpNamenode
7. bpNamenode = dn.connectToNN(nnAddr);
8. // First phase of the handshake with NN - get the namespace
9. // info.
10. // 与NameNode握手第一阶段：获取命名空间信息
11. NamespaceInfo nsInfo = retrieveNamespaceInfo();
12. // Verify that this matches the other NN in this HA pair.
13. // This also initializes our block pool in the DN if we are
14. // the first NN connection for this BP.
15. // 验证，并设置命名空间信息()
16. bpos.verifyAndSetNamespaceInfo(nsInfo);
17. // Second phase of the handshake with the NN.
18. // 与NameNode握手第二阶段，注册
19. register();
20. }

它的主要处理流程如下：

1、利用DataNode实例dn的connectToNN()方法和NameNode地址nnAddr获得NameNode的代理bpNamenode
        2、与NameNode握手第一阶段：调用retrieveNamespaceInfo()方法获取命名空间信息nsInfo；

3、通过bpos的verifyAndSetNamespaceInfo()方法进行验证，并设置命名空间信息nsInfo；

4、与NameNode握手第二阶段，调用register()方法进行注册。

接着，我们再看下实现周期性心跳的offerService()方法，代码如下：