HDFS的读写流程

1. HDFS写数据流程

具体步骤为：

1. 客户端创建Distributed FileSystem对象，然后通过它和大哥NameNode谈判：请求上传文件。
2. NameNode检查是否可以创建：检查它是否有权限创建；检查目标文件是否已存在，父目录是否存在。然后进行响应：返回是否可以上传。
3. 客户端请求第一个 Block上传到哪几个DataNode服务器上。
4. NameNode根据相应的规则（本地节点，其他机架上的一个节点，与第二个节点同机架上的另一个节点）返回3个DataNode节点，分别为dn1、dn2、dn3。
5. 客户端通过FSDataOutputStream模块请求dn1上传数据，dn1收到请求会继续调用dn2，然后dn2调用dn3，将这个通信管道建立完成。
6. dn1、dn2、dn3逐级应答客户端。
7. 客户端开始往dn1上传第一个Block（先从磁盘读取数据放到一个本地内存缓存），以Packet为单位，dn1收到一个Packet就会传给dn2，dn2传给dn3；dn1每传一个packet会放入一个应答队列等待应答。
8. 当一个Block传输完成之后，客户端再次请求NameNode上传第二个Block的服务器（重复执行3-7步）。

注意：hdfs写数据时是将全部块给dn1，然后再由dn1依次传给剩余的节点。同时会产生一个ack队列，用于接收下一端是否应答成功。都应答成功后其存储的数据才会删除，否则把未应答的数据的重新塞给发送数据的packet队列。

2. 网络拓扑-节点距离计算

在HDFS写数据的过程中，NameNode会选择距离待上传数据最近距离的DataNode接收数据。

节点距离：两个节点到达最近的共同祖先的距离总和。

注意：若这两个节点是同一个节点，那么它自己就是他们的共同祖先，所以此时距离和为0，这两个节点之间的节点距离为0。且同一个机架上的节点距离该机架的距离都是一样的，都是1。

若两个节点不是同一个节点，那么其实可以直接将这两个节点形成的一条线拉成一条直线，然后数距离，即为这两个节点之间的节点距离。

3. 副本节点选择

副本节点选择策略包含了就近原则和负载均衡。

4. HDFS读数据流程

具体步骤为：

1. 客户端通过DistributedFileSystem向NameNode请求下载文件，NameNode通过查询元数据，找到文件块所在的DataNode地址。
2. 挑选一台DataNode（就近原则，然后随机）服务器，请求读取数据。
3. DataNode开始传输数据给客户端（从磁盘里面读取数据输入流，以Packet为单位来做校验）。
4. 客户端以Packet为单位接收，先在本地缓存，然后写入目标文件。

注意：hdfs读数据时是串行的，读完一个块再读下一个块。