hdfs-balancer均衡器使用

简介

    Hadoop的HDFS集群非常容易出现机器与机器之间磁盘利用率不平衡的情况，比如集群中添

    加新的数据节点。当HDFS出现不平衡状况的时候，将引发很多问题，比如MR程序无法很好

    地利用本地计算的优势，机器之间无法达到更好的网络带宽使用率，机器磁盘无法利用等

    等。可见，保证HDFS中的数据平衡是非常重要的。

    在Hadoop中，包含一个Balancer程序，通过运行这个程序，可以使得HDFS集群达到一个平

    衡的状态

Step1: balancer command

HDFS Balance

 >bin/start-balancer.sh -threshold 15

 >bin/stop-balancer.sh

 >各个DataNode存储不均匀时使用

 -不同机器之间

 -同机器不同磁盘之间无法通过这种方法balance

> dfs.balance.bandwidthPerSec(限制balance带宽)

影响hadoop balance工具的几个参数：

-threshold 默认设置：10，参数取值范围：0-100，参数含义：判断集群是否平衡的目标参数，每一个 datanode 存储使用率和集群总存储使用率的差值都应该小于这个阀值 ，理论上，该参数设置的越小，整个集群就越平衡，但是在线上环境中，hadoop集群在进行balance时，还在并发的进行数据的写入和删除，所以有可能无法到达设定的平衡参数值。

dfs.balance.bandwidthPerSec  默认设置：1048576（1 M/S），参数含义：设置balance工具在运行中所能占用的带宽，设置的过大可能会造成mapred运行缓慢

/** <p>The balancer is a tool that balances disk space usage on an HDFS cluster  * when some datanodes become full or when new empty nodes join the cluster.  * The tool is deployed as an application program that can be run by the   * cluster administrator on a live HDFS cluster while applications  * adding and deleting files.  *   * <p>SYNOPSIS  * <pre>  * To start:  *      bin/start-balancer.sh [-threshold <threshold>]  *      Example: bin/ start-balancer.sh   *                     start the balancer with a default threshold of 10%  *               bin/ start-balancer.sh -threshold 5  *                     start the balancer with a threshold of 5%  * To stop:  *      bin/ stop-balancer.sh  * </pre>  *   * <p>DESCRIPTION  * <p>The threshold parameter is a fraction in the range of (1%, 100%) with a   * default value of 10%. The threshold sets a target for whether the cluster   * is balanced. A cluster is balanced if for each datanode, the utilization   * of the node (ratio of used space at the node to total capacity of the node)   * differs from the utilization of the (ratio of used space in the cluster   * to total capacity of the cluster) by no more than the threshold value.   * The smaller the threshold, the more balanced a cluster will become.   * It takes more time to run the balancer for small threshold values.   * Also for a very small threshold the cluster may not be able to reach the   * balanced state when applications write and delete files concurrently.  *   * <p>The tool moves blocks from highly utilized datanodes to poorly   * utilized datanodes iteratively. In each iteration a datanode moves or   * receives no more than the lesser of 10G bytes or the threshold fraction   * of its capacity. Each iteration runs no more than 20 minutes.  * 每次移动不超过10G大小，每次移动不超过20分钟。  * At the end of each iteration, the balancer obtains updated datanodes  * information from the namenode.  *   * <p>A system property that limits the balancer's use of bandwidth is   * defined in the default configuration file:  * <pre>  * <property>  *   <name>dfs.balance.bandwidthPerSec</name>  *   <value>1048576</value>  * <description>  Specifies the maximum bandwidth that each datanode   * can utilize for the balancing purpose in term of the number of bytes   * per second. </description>  * </property>  * </pre>  *   * <p>This property determines the maximum speed at which a block will be   * moved from one datanode to another. The default value is 1MB/s. The higher   * the bandwidth, the faster a cluster can reach the balanced state,   * but with greater competition with application processes. If an   * administrator changes the value of this property in the configuration   * file, the change is observed when HDFS is next restarted.  *   * <p>MONITERING BALANCER PROGRESS  * <p>After the balancer is started, an output file name where the balancer   * progress will be recorded is printed on the screen.  The administrator   * can monitor the running of the balancer by reading the output file.   * The output shows the balancer's status iteration by iteration. In each   * iteration it prints the starting time, the iteration number, the total   * number of bytes that have been moved in the previous iterations,   * the total number of bytes that are left to move in order for the cluster   * to be balanced, and the number of bytes that are being moved in this   * iteration. Normally "Bytes Already Moved" is increasing while "Bytes Left   * To Move" is decreasing.  *   * <p>Running multiple instances of the balancer in an HDFS cluster is   * prohibited by the tool.  *   * <p>The balancer automatically exits when any of the following five   * conditions is satisfied:  * <ol>  * <li>The cluster is balanced;  * <li>No block can be moved;  * <li>No block has been moved for five consecutive(连续) iterations;  * <li>An IOException occurs while communicating with the namenode;  * <li>Another balancer is running.  * </ol>  * 下面5种情况会导致Balance操作的失败  * 1、整个集群已经达到平衡状态  * 2、经过计算发现没有可以被移动的block块  * 3、在连续5次的迭代中，没有block块被移动  * 4、当datanode节点与namenode节点通信的时候，发生IO异常  * 5、已经存在一个Balance操作  *   * <p>Upon exit, a balancer returns an exit code and prints one of the   * following messages to the output file in corresponding to the above exit   * reasons:  * <ol>  * <li>The cluster is balanced. Exiting  * <li>No block can be moved. Exiting...  * <li>No block has been moved for 5 iterations. Exiting...  * <li>Received an IO exception: failure reason. Exiting...  * <li>Another balancer is running. Exiting...  * </ol>  * 在下面的5种情况下，balancer操作会自动退出  * 1、整个集群已经达到平衡的状态  * 2、经过计算发现没有可以被移动block块  * 3、在5论的迭代没有block被移动  * 4、接收端发生了IO异常  * 5、已经存在一个balanr进程在工作  *   * <p>The administrator can interrupt the execution of the balancer at any   * time by running the command "stop-balancer.sh" on the machine where the   * balancer is running.  */

Step2: balancer 源码

/** * Licensed to the Apache Software Foundation (ASF) under one * or more contributor license agreements.  See the NOTICE file * distributed with this work for additional information * regarding copyright ownership.  The ASF licenses this file * to you under the Apache License, Version 2.0 (the * "License"); you may not use this file except in compliance * with the License.  You may obtain a copy of the License at * *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 * * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. * See the License for the specific language governing permissions and * limitations under the License. */package org.apache.hadoop.hdfs.server.balancer;import static com.google.common.base.Preconditions.checkArgument;import java.io.IOException;import java.io.PrintStream;import java.net.URI;import java.text.DateFormat;import java.util.Arrays;import java.util.Collection;import java.util.Collections;import java.util.Date;import java.util.Iterator;import java.util.LinkedList;import java.util.List;import java.util.Set;import org.apache.commons.logging.Log;import org.apache.commons.logging.LogFactory;import org.apache.hadoop.classification.InterfaceAudience;import org.apache.hadoop.conf.Configuration;import org.apache.hadoop.conf.Configured;import org.apache.hadoop.fs.Path;import org.apache.hadoop.fs.StorageType;import org.apache.hadoop.hdfs.DFSConfigKeys;import org.apache.hadoop.hdfs.DFSUtil;import org.apache.hadoop.hdfs.HdfsConfiguration;import org.apache.hadoop.hdfs.server.balancer.Dispatcher.DDatanode;import org.apache.hadoop.hdfs.server.balancer.Dispatcher.DDatanode.StorageGroup;import org.apache.hadoop.hdfs.server.balancer.Dispatcher.Source;import org.apache.hadoop.hdfs.server.balancer.Dispatcher.Task;import org.apache.hadoop.hdfs.server.balancer.Dispatcher.Util;import org.apache.hadoop.hdfs.server.blockmanagement.BlockPlacementPolicy;import org.apache.hadoop.hdfs.server.blockmanagement.BlockPlacementPolicyDefault;import org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.UnsupportedActionException;import org.apache.hadoop.hdfs.server.protocol.DatanodeStorageReport;import org.apache.hadoop.hdfs.server.protocol.StorageReport;import org.apache.hadoop.io.IOUtils;import org.apache.hadoop.util.StringUtils;import org.apache.hadoop.util.Time;import org.apache.hadoop.util.Tool;import org.apache.hadoop.util.ToolRunner;import com.google.common.base.Preconditions;/** <p>The balancer is a tool that balances disk space usage on an HDFS cluster * when some datanodes become full or when new empty nodes join the cluster. * The tool is deployed as an application program that can be run by the  * cluster administrator on a live HDFS cluster while applications * adding and deleting files. *  * <p>SYNOPSIS * <pre> * To start: *      bin/start-balancer.sh [-threshold <threshold>] *      Example: bin/ start-balancer.sh  *                     start the balancer with a default threshold of 10% *               bin/ start-balancer.sh -threshold 5 *                     start the balancer with a threshold of 5% *               bin/ start-balancer.sh -idleiterations 20 *                     start the balancer with maximum 20 consecutive idle iterations *               bin/ start-balancer.sh -idleiterations -1 *                     run the balancer with default threshold infinitely * To stop: *      bin/ stop-balancer.sh * </pre> *  * <p>DESCRIPTION * <p>The threshold parameter is a fraction in the range of (1%, 100%) with a  * default value of 10%. The threshold sets a target for whether the cluster  * is balanced. A cluster is balanced if for each datanode, the utilization  * of the node (ratio of used space at the node to total capacity of the node)  * differs from the utilization of the (ratio of used space in the cluster  * to total capacity of the cluster) by no more than the threshold value.  * The smaller the threshold, the more balanced a cluster will become.  * It takes more time to run the balancer for small threshold values.  * Also for a very small threshold the cluster may not be able to reach the  * balanced state when applications write and delete files concurrently. *  * <p>The tool moves blocks from highly utilized datanodes to poorly  * utilized datanodes iteratively. In each iteration a datanode moves or  * receives no more than the lesser of 10G bytes or the threshold fraction  * of its capacity. Each iteration runs no more than 20 minutes. * At the end of each iteration, the balancer obtains updated datanodes * information from the namenode. *  * <p>A system property that limits the balancer's use of bandwidth is  * defined in the default configuration file: * <pre> * <property> *   <name>dfs.balance.bandwidthPerSec</name> *   <value>1048576</value> * <description>  Specifies the maximum bandwidth that each datanode  * can utilize for the balancing purpose in term of the number of bytes  * per second. </description> * </property> * </pre> *  * <p>This property determines the maximum speed at which a block will be  * moved from one datanode to another. The default value is 1MB/s. The higher  * the bandwidth, the faster a cluster can reach the balanced state,  * but with greater competition with application processes. If an  * administrator changes the value of this property in the configuration  * file, the change is observed when HDFS is next restarted. *  * <p>MONITERING BALANCER PROGRESS * <p>After the balancer is started, an output file name where the balancer  * progress will be recorded is printed on the screen.  The administrator  * can monitor the running of the balancer by reading the output file.  * The output shows the balancer's status iteration by iteration. In each  * iteration it prints the starting time, the iteration number, the total  * number of bytes that have been moved in the previous iterations,  * the total number of bytes that are left to move in order for the cluster  * to be balanced, and the number of bytes that are being moved in this  * iteration. Normally "Bytes Already Moved" is increasing while "Bytes Left  * To Move" is decreasing. *  * <p>Running multiple instances of the balancer in an HDFS cluster is  * prohibited by the tool. *  * <p>The balancer automatically exits when any of the following five  * conditions is satisfied: * <ol> * <li>The cluster is balanced; * <li>No block can be moved; * <li>No block has been moved for specified consecutive iterations (5 by default); * <li>An IOException occurs while communicating with the namenode; * <li>Another balancer is running. * </ol> *  * <p>Upon exit, a balancer returns an exit code and prints one of the  * following messages to the output file in corresponding to the above exit  * reasons: * <ol> * <li>The cluster is balanced. Exiting * <li>No block can be moved. Exiting... * <li>No block has been moved for specified iterations (5 by default). Exiting... * <li>Received an IO exception: failure reason. Exiting... * <li>Another balancer is running. Exiting... * </ol> *  * <p>The administrator can interrupt the execution of the balancer at any  * time by running the command "stop-balancer.sh" on the machine where the  * balancer is running. */@InterfaceAudience.Privatepublic class Balancer {  static final Log LOG = LogFactory.getLog(Balancer.class);  static final Path BALANCER_ID_PATH = new Path("/system/balancer.id");  private static final long GB = 1L << 30; //1GB  private static final long MAX_SIZE_TO_MOVE = 10*GB;  private static final String USAGE = "Usage: hdfs balancer"      + "\n\t[-policy <policy>]\tthe balancing policy: "      + BalancingPolicy.Node.INSTANCE.getName() + " or "      + BalancingPolicy.Pool.INSTANCE.getName()      + "\n\t[-threshold <threshold>]\tPercentage of disk capacity"      + "\n\t[-exclude [-f <hosts-file> | <comma-separated list of hosts>]]"      + "\tExcludes the specified datanodes."      + "\n\t[-include [-f <hosts-file> | <comma-separated list of hosts>]]"      + "\tIncludes only the specified datanodes."      + "\n\t[-idleiterations <idleiterations>]"      + "\tNumber of consecutive idle iterations (-1 for Infinite) before "      + "exit."      + "\n\t[-runDuringUpgrade]"      + "\tWhether to run the balancer during an ongoing HDFS upgrade."      + "This is usually not desired since it will not affect used space "      + "on over-utilized machines.";  private final Dispatcher dispatcher;  private final NameNodeConnector nnc;  private final BalancingPolicy policy;  private final boolean runDuringUpgrade;  private final double threshold;  // all data node lists  private final Collection<Source> overUtilized = new LinkedList<Source>();  private final Collection<Source> aboveAvgUtilized = new LinkedList<Source>();  private final Collection<StorageGroup> belowAvgUtilized      = new LinkedList<StorageGroup>();  private final Collection<StorageGroup> underUtilized      = new LinkedList<StorageGroup>();  /* Check that this Balancer is compatible with the Block Placement Policy   * used by the Namenode.   */  private static void checkReplicationPolicyCompatibility(Configuration conf      ) throws UnsupportedActionException {    if (!(BlockPlacementPolicy.getInstance(conf, null, null, null) instanceof         BlockPlacementPolicyDefault)) {      throw new UnsupportedActionException(          "Balancer without BlockPlacementPolicyDefault");    }  }  /**   * Construct a balancer.   * Initialize balancer. It sets the value of the threshold, and    * builds the communication proxies to   * namenode as a client and a secondary namenode and retry proxies   * when connection fails.   */  Balancer(NameNodeConnector theblockpool, Parameters p, Configuration conf) {    final long movedWinWidth = conf.getLong(        DFSConfigKeys.DFS_BALANCER_MOVEDWINWIDTH_KEY,        DFSConfigKeys.DFS_BALANCER_MOVEDWINWIDTH_DEFAULT);    final int moverThreads = conf.getInt(        DFSConfigKeys.DFS_BALANCER_MOVERTHREADS_KEY,        DFSConfigKeys.DFS_BALANCER_MOVERTHREADS_DEFAULT);    final int dispatcherThreads = conf.getInt(        DFSConfigKeys.DFS_BALANCER_DISPATCHERTHREADS_KEY,        DFSConfigKeys.DFS_BALANCER_DISPATCHERTHREADS_DEFAULT);    final int maxConcurrentMovesPerNode = conf.getInt(        DFSConfigKeys.DFS_DATANODE_BALANCE_MAX_NUM_CONCURRENT_MOVES_KEY,        DFSConfigKeys.DFS_DATANODE_BALANCE_MAX_NUM_CONCURRENT_MOVES_DEFAULT);    this.nnc = theblockpool;    this.dispatcher = new Dispatcher(theblockpool, p.nodesToBeIncluded,        p.nodesToBeExcluded, movedWinWidth, moverThreads, dispatcherThreads,        maxConcurrentMovesPerNode, conf);    this.threshold = p.threshold;    this.policy = p.policy;    this.runDuringUpgrade = p.runDuringUpgrade;  }    private static long getCapacity(DatanodeStorageReport report, StorageType t) {    long capacity = 0L;    for(StorageReport r : report.getStorageReports()) {      if (r.getStorage().getStorageType() == t) {        capacity += r.getCapacity();      }    }    return capacity;  }  private static long getRemaining(DatanodeStorageReport report, StorageType t) {    long remaining = 0L;    for(StorageReport r : report.getStorageReports()) {      if (r.getStorage().getStorageType() == t) {        remaining += r.getRemaining();      }    }    return remaining;  }  /**   * Given a datanode storage set, build a network topology and decide   * over-utilized storages, above average utilized storages,    * below average utilized storages, and underutilized storages.    * The input datanode storage set is shuffled in order to randomize   * to the storage matching later on.   *   * @return the number of bytes needed to move in order to balance the cluster.   */  private long init(List<DatanodeStorageReport> reports) {    // compute average utilization    for (DatanodeStorageReport r : reports) {      policy.accumulateSpaces(r);    }    policy.initAvgUtilization();    // create network topology and classify utilization collections:     //   over-utilized, above-average, below-average and under-utilized.    long overLoadedBytes = 0L, underLoadedBytes = 0L;    for(DatanodeStorageReport r : reports) {      final DDatanode dn = dispatcher.newDatanode(r.getDatanodeInfo());      for(StorageType t : StorageType.getMovableTypes()) {        final Double utilization = policy.getUtilization(r, t);        if (utilization == null) { // datanode does not have such storage type           continue;        }                final long capacity = getCapacity(r, t);        final double utilizationDiff = utilization - policy.getAvgUtilization(t);        final double thresholdDiff = Math.abs(utilizationDiff) - threshold;        final long maxSize2Move = computeMaxSize2Move(capacity,            getRemaining(r, t), utilizationDiff, threshold);        final StorageGroup g;        if (utilizationDiff > 0) {          final Source s = dn.addSource(t, maxSize2Move, dispatcher);          if (thresholdDiff <= 0) { // within threshold            aboveAvgUtilized.add(s);          } else {            overLoadedBytes += percentage2bytes(thresholdDiff, capacity);            overUtilized.add(s);          }          g = s;        } else {          g = dn.addTarget(t, maxSize2Move);          if (thresholdDiff <= 0) { // within threshold            belowAvgUtilized.add(g);          } else {            underLoadedBytes += percentage2bytes(thresholdDiff, capacity);            underUtilized.add(g);          }        }        dispatcher.getStorageGroupMap().put(g);      }    }    logUtilizationCollections();        Preconditions.checkState(dispatcher.getStorageGroupMap().size()        == overUtilized.size() + underUtilized.size() + aboveAvgUtilized.size()           + belowAvgUtilized.size(),        "Mismatched number of storage groups");        // return number of bytes to be moved in order to make the cluster balanced    return Math.max(overLoadedBytes, underLoadedBytes);  }  private static long computeMaxSize2Move(final long capacity, final long remaining,      final double utilizationDiff, final double threshold) {    final double diff = Math.min(threshold, Math.abs(utilizationDiff));    long maxSizeToMove = percentage2bytes(diff, capacity);    if (utilizationDiff < 0) {      maxSizeToMove = Math.min(remaining, maxSizeToMove);    }    return Math.min(MAX_SIZE_TO_MOVE, maxSizeToMove);  }  private static long percentage2bytes(double percentage, long capacity) {    Preconditions.checkArgument(percentage >= 0, "percentage = %s < 0",        percentage);    return (long)(percentage * capacity / 100.0);  }  /* log the over utilized & under utilized nodes */  private void logUtilizationCollections() {    logUtilizationCollection("over-utilized", overUtilized);    if (LOG.isTraceEnabled()) {      logUtilizationCollection("above-average", aboveAvgUtilized);      logUtilizationCollection("below-average", belowAvgUtilized);    }    logUtilizationCollection("underutilized", underUtilized);  }  private static <T extends StorageGroup>      void logUtilizationCollection(String name, Collection<T> items) {    LOG.info(items.size() + " " + name + ": " + items);  }  /**   * Decide all <source, target> pairs and   * the number of bytes to move from a source to a target   * Maximum bytes to be moved per storage group is   * min(1 Band worth of bytes,  MAX_SIZE_TO_MOVE).   * @return total number of bytes to move in this iteration   */  private long chooseStorageGroups() {    // First, match nodes on the same node group if cluster is node group aware    if (dispatcher.getCluster().isNodeGroupAware()) {      chooseStorageGroups(Matcher.SAME_NODE_GROUP);    }        // Then, match nodes on the same rack    chooseStorageGroups(Matcher.SAME_RACK);    // At last, match all remaining nodes    chooseStorageGroups(Matcher.ANY_OTHER);        return dispatcher.bytesToMove();  }  /** Decide all <source, target> pairs according to the matcher. */  private void chooseStorageGroups(final Matcher matcher) {    /* first step: match each overUtilized datanode (source) to     * one or more underUtilized datanodes (targets).     */    chooseStorageGroups(overUtilized, underUtilized, matcher);        /* match each remaining overutilized datanode (source) to      * below average utilized datanodes (targets).     * Note only overutilized datanodes that haven't had that max bytes to move     * satisfied in step 1 are selected     */    chooseStorageGroups(overUtilized, belowAvgUtilized, matcher);    /* match each remaining underutilized datanode (target) to      * above average utilized datanodes (source).     * Note only underutilized datanodes that have not had that max bytes to     * move satisfied in step 1 are selected.     */    chooseStorageGroups(underUtilized, aboveAvgUtilized, matcher);  }  /**   * For each datanode, choose matching nodes from the candidates. Either the   * datanodes or the candidates are source nodes with (utilization > Avg), and   * the others are target nodes with (utilization < Avg).   */  private <G extends StorageGroup, C extends StorageGroup>      void chooseStorageGroups(Collection<G> groups, Collection<C> candidates,          Matcher matcher) {    for(final Iterator<G> i = groups.iterator(); i.hasNext();) {      final G g = i.next();      for(; choose4One(g, candidates, matcher); );      if (!g.hasSpaceForScheduling()) {        i.remove();      }    }  }  /**   * For the given datanode, choose a candidate and then schedule it.   * @return true if a candidate is chosen; false if no candidates is chosen.   */  private <C extends StorageGroup> boolean choose4One(StorageGroup g,      Collection<C> candidates, Matcher matcher) {    final Iterator<C> i = candidates.iterator();    final C chosen = chooseCandidate(g, i, matcher);      if (chosen == null) {      return false;    }    if (g instanceof Source) {      matchSourceWithTargetToMove((Source)g, chosen);    } else {      matchSourceWithTargetToMove((Source)chosen, g);    }    if (!chosen.hasSpaceForScheduling()) {      i.remove();    }    return true;  }    private void matchSourceWithTargetToMove(Source source, StorageGroup target) {    long size = Math.min(source.availableSizeToMove(), target.availableSizeToMove());    final Task task = new Task(target, size);    source.addTask(task);    target.incScheduledSize(task.getSize());    dispatcher.add(source, target);    LOG.info("Decided to move "+StringUtils.byteDesc(size)+" bytes from "        + source.getDisplayName() + " to " + target.getDisplayName());  }    /** Choose a candidate for the given datanode. */  private <G extends StorageGroup, C extends StorageGroup>      C chooseCandidate(G g, Iterator<C> candidates, Matcher matcher) {    if (g.hasSpaceForScheduling()) {      for(; candidates.hasNext(); ) {        final C c = candidates.next();        if (!c.hasSpaceForScheduling()) {          candidates.remove();        } else if (matcher.match(dispatcher.getCluster(),            g.getDatanodeInfo(), c.getDatanodeInfo())) {          return c;        }      }    }    return null;  }  /* reset all fields in a balancer preparing for the next iteration */  void resetData(Configuration conf) {    this.overUtilized.clear();    this.aboveAvgUtilized.clear();    this.belowAvgUtilized.clear();    this.underUtilized.clear();    this.policy.reset();    dispatcher.reset(conf);;  }  static class Result {    final ExitStatus exitStatus;    final long bytesLeftToMove;    final long bytesBeingMoved;    final long bytesAlreadyMoved;    Result(ExitStatus exitStatus, long bytesLeftToMove, long bytesBeingMoved,        long bytesAlreadyMoved) {      this.exitStatus = exitStatus;      this.bytesLeftToMove = bytesLeftToMove;      this.bytesBeingMoved = bytesBeingMoved;      this.bytesAlreadyMoved = bytesAlreadyMoved;    }    void print(int iteration, PrintStream out) {      out.printf("%-24s %10d  %19s  %18s  %17s%n",          DateFormat.getDateTimeInstance().format(new Date()), iteration,          StringUtils.byteDesc(bytesAlreadyMoved),          StringUtils.byteDesc(bytesLeftToMove),          StringUtils.byteDesc(bytesBeingMoved));    }  }  Result newResult(ExitStatus exitStatus, long bytesLeftToMove, long bytesBeingMoved) {    return new Result(exitStatus, bytesLeftToMove, bytesBeingMoved,        dispatcher.getBytesMoved());  }  Result newResult(ExitStatus exitStatus) {    return new Result(exitStatus, -1, -1, dispatcher.getBytesMoved());  }  /** Run an iteration for all datanodes. */  Result runOneIteration() {    try {      final List<DatanodeStorageReport> reports = dispatcher.init();      final long bytesLeftToMove = init(reports);      if (bytesLeftToMove == 0) {        System.out.println("The cluster is balanced. Exiting...");        return newResult(ExitStatus.SUCCESS, bytesLeftToMove, -1);      } else {        LOG.info( "Need to move "+ StringUtils.byteDesc(bytesLeftToMove)            + " to make the cluster balanced." );      }      // Should not run the balancer during an unfinalized upgrade, since moved      // blocks are not deleted on the source datanode.      if (!runDuringUpgrade && nnc.isUpgrading()) {        return newResult(ExitStatus.UNFINALIZED_UPGRADE, bytesLeftToMove, -1);      }      /* Decide all the nodes that will participate in the block move and       * the number of bytes that need to be moved from one node to another       * in this iteration. Maximum bytes to be moved per node is       * Min(1 Band worth of bytes,  MAX_SIZE_TO_MOVE).       */      final long bytesBeingMoved = chooseStorageGroups();      if (bytesBeingMoved == 0) {        System.out.println("No block can be moved. Exiting...");        return newResult(ExitStatus.NO_MOVE_BLOCK, bytesLeftToMove, bytesBeingMoved);      } else {        LOG.info( "Will move " + StringUtils.byteDesc(bytesBeingMoved) +            " in this iteration");      }      /* For each pair of <source, target>, start a thread that repeatedly        * decide a block to be moved and its proxy source,        * then initiates the move until all bytes are moved or no more block       * available to move.       * Exit no byte has been moved for 5 consecutive iterations.       */      if (!dispatcher.dispatchAndCheckContinue()) {        return newResult(ExitStatus.NO_MOVE_PROGRESS, bytesLeftToMove, bytesBeingMoved);      }      return newResult(ExitStatus.IN_PROGRESS, bytesLeftToMove, bytesBeingMoved);    } catch (IllegalArgumentException e) {      System.out.println(e + ".  Exiting ...");      return newResult(ExitStatus.ILLEGAL_ARGUMENTS);    } catch (IOException e) {      System.out.println(e + ".  Exiting ...");      return newResult(ExitStatus.IO_EXCEPTION);    } catch (InterruptedException e) {      System.out.println(e + ".  Exiting ...");      return newResult(ExitStatus.INTERRUPTED);    } finally {      dispatcher.shutdownNow();    }  }  /**   * Balance all namenodes.   * For each iteration,   * for each namenode,   * execute a {@link Balancer} to work through all datanodes once.     */  static int run(Collection<URI> namenodes, final Parameters p,      Configuration conf) throws IOException, InterruptedException {    final long sleeptime =        conf.getLong(DFSConfigKeys.DFS_HEARTBEAT_INTERVAL_KEY,            DFSConfigKeys.DFS_HEARTBEAT_INTERVAL_DEFAULT) * 2000 +        conf.getLong(DFSConfigKeys.DFS_NAMENODE_REPLICATION_INTERVAL_KEY,            DFSConfigKeys.DFS_NAMENODE_REPLICATION_INTERVAL_DEFAULT) * 1000;    LOG.info("namenodes  = " + namenodes);    LOG.info("parameters = " + p);        System.out.println("Time Stamp               Iteration#  Bytes Already Moved  Bytes Left To Move  Bytes Being Moved");        List<NameNodeConnector> connectors = Collections.emptyList();    try {      connectors = NameNodeConnector.newNameNodeConnectors(namenodes,             Balancer.class.getSimpleName(), BALANCER_ID_PATH, conf, p.maxIdleIteration);          boolean done = false;      for(int iteration = 0; !done; iteration++) {        done = true;        Collections.shuffle(connectors);        for(NameNodeConnector nnc : connectors) {          final Balancer b = new Balancer(nnc, p, conf);          final Result r = b.runOneIteration();          r.print(iteration, System.out);          // clean all lists          b.resetData(conf);          if (r.exitStatus == ExitStatus.IN_PROGRESS) {            done = false;          } else if (r.exitStatus != ExitStatus.SUCCESS) {            //must be an error statue, return.            return r.exitStatus.getExitCode();          }        }        if (!done) {          Thread.sleep(sleeptime);        }      }    } finally {      for(NameNodeConnector nnc : connectors) {        IOUtils.cleanup(LOG, nnc);      }    }    return ExitStatus.SUCCESS.getExitCode();  }  /* Given elaspedTime in ms, return a printable string */  private static String time2Str(long elapsedTime) {    String unit;    double time = elapsedTime;    if (elapsedTime < 1000) {      unit = "milliseconds";    } else if (elapsedTime < 60*1000) {      unit = "seconds";      time = time/1000;    } else if (elapsedTime < 3600*1000) {      unit = "minutes";      time = time/(60*1000);    } else {      unit = "hours";      time = time/(3600*1000);    }    return time+" "+unit;  }  static class Parameters {    static final Parameters DEFAULT = new Parameters(        BalancingPolicy.Node.INSTANCE, 10.0,        NameNodeConnector.DEFAULT_MAX_IDLE_ITERATIONS,        Collections.<String> emptySet(), Collections.<String> emptySet(),        false);    final BalancingPolicy policy;    final double threshold;    final int maxIdleIteration;    // exclude the nodes in this set from balancing operations    Set<String> nodesToBeExcluded;    //include only these nodes in balancing operations    Set<String> nodesToBeIncluded;    /**     * Whether to run the balancer during upgrade.     */    final boolean runDuringUpgrade;    Parameters(BalancingPolicy policy, double threshold, int maxIdleIteration,        Set<String> nodesToBeExcluded, Set<String> nodesToBeIncluded,        boolean runDuringUpgrade) {      this.policy = policy;      this.threshold = threshold;      this.maxIdleIteration = maxIdleIteration;      this.nodesToBeExcluded = nodesToBeExcluded;      this.nodesToBeIncluded = nodesToBeIncluded;      this.runDuringUpgrade = runDuringUpgrade;    }    @Override    public String toString() {      return String.format("%s.%s [%s,"              + " threshold = %s,"              + " max idle iteration = %s, "              + "number of nodes to be excluded = %s,"              + " number of nodes to be included = %s,"              + " run during upgrade = %s]",          Balancer.class.getSimpleName(), getClass().getSimpleName(),          policy, threshold, maxIdleIteration,          nodesToBeExcluded.size(), nodesToBeIncluded.size(),          runDuringUpgrade);    }  }  static class Cli extends Configured implements Tool {    /**     * Parse arguments and then run Balancer.     *      * @param args command specific arguments.     * @return exit code. 0 indicates success, non-zero indicates failure.     */    @Override    public int run(String[] args) {      final long startTime = Time.monotonicNow();      final Configuration conf = getConf();      try {        checkReplicationPolicyCompatibility(conf);        final Collection<URI> namenodes = DFSUtil.getNsServiceRpcUris(conf);        return Balancer.run(namenodes, parse(args), conf);      } catch (IOException e) {        System.out.println(e + ".  Exiting ...");        return ExitStatus.IO_EXCEPTION.getExitCode();      } catch (InterruptedException e) {        System.out.println(e + ".  Exiting ...");        return ExitStatus.INTERRUPTED.getExitCode();      } finally {        System.out.format("%-24s ",            DateFormat.getDateTimeInstance().format(new Date()));        System.out.println("Balancing took "            + time2Str(Time.monotonicNow() - startTime));      }    }    /** parse command line arguments */    static Parameters parse(String[] args) {      BalancingPolicy policy = Parameters.DEFAULT.policy;      double threshold = Parameters.DEFAULT.threshold;      int maxIdleIteration = Parameters.DEFAULT.maxIdleIteration;      Set<String> nodesTobeExcluded = Parameters.DEFAULT.nodesToBeExcluded;      Set<String> nodesTobeIncluded = Parameters.DEFAULT.nodesToBeIncluded;      boolean runDuringUpgrade = Parameters.DEFAULT.runDuringUpgrade;      if (args != null) {        try {          for(int i = 0; i < args.length; i++) {            if ("-threshold".equalsIgnoreCase(args[i])) {              checkArgument(++i < args.length,                "Threshold value is missing: args = " + Arrays.toString(args));              try {                threshold = Double.parseDouble(args[i]);                if (threshold < 1 || threshold > 100) {                  throw new IllegalArgumentException(                      "Number out of range: threshold = " + threshold);                }                LOG.info( "Using a threshold of " + threshold );              } catch(IllegalArgumentException e) {                System.err.println(                    "Expecting a number in the range of [1.0, 100.0]: "                    + args[i]);                throw e;              }            } else if ("-policy".equalsIgnoreCase(args[i])) {              checkArgument(++i < args.length,                "Policy value is missing: args = " + Arrays.toString(args));              try {                policy = BalancingPolicy.parse(args[i]);              } catch(IllegalArgumentException e) {                System.err.println("Illegal policy name: " + args[i]);                throw e;              }            } else if ("-exclude".equalsIgnoreCase(args[i])) {              checkArgument(++i < args.length,                  "List of nodes to exclude | -f <filename> is missing: args = "                  + Arrays.toString(args));              if ("-f".equalsIgnoreCase(args[i])) {                checkArgument(++i < args.length,                    "File containing nodes to exclude is not specified: args = "                    + Arrays.toString(args));                nodesTobeExcluded = Util.getHostListFromFile(args[i], "exclude");              } else {                nodesTobeExcluded = Util.parseHostList(args[i]);              }            } else if ("-include".equalsIgnoreCase(args[i])) {              checkArgument(++i < args.length,                "List of nodes to include | -f <filename> is missing: args = "                + Arrays.toString(args));              if ("-f".equalsIgnoreCase(args[i])) {                checkArgument(++i < args.length,                    "File containing nodes to include is not specified: args = "                    + Arrays.toString(args));                nodesTobeIncluded = Util.getHostListFromFile(args[i], "include");               } else {                nodesTobeIncluded = Util.parseHostList(args[i]);              }            } else if ("-idleiterations".equalsIgnoreCase(args[i])) {              checkArgument(++i < args.length,                  "idleiterations value is missing: args = " + Arrays                      .toString(args));              maxIdleIteration = Integer.parseInt(args[i]);              LOG.info("Using a idleiterations of " + maxIdleIteration);            } else if ("-runDuringUpgrade".equalsIgnoreCase(args[i])) {              runDuringUpgrade = true;              LOG.info("Will run the balancer even during an ongoing HDFS "                  + "upgrade. Most users will not want to run the balancer "                  + "during an upgrade since it will not affect used space "                  + "on over-utilized machines.");            } else {              throw new IllegalArgumentException("args = "                  + Arrays.toString(args));            }          }          checkArgument(nodesTobeExcluded.isEmpty() || nodesTobeIncluded.isEmpty(),              "-exclude and -include options cannot be specified together.");        } catch(RuntimeException e) {          printUsage(System.err);          throw e;        }      }            return new Parameters(policy, threshold, maxIdleIteration,          nodesTobeExcluded, nodesTobeIncluded, runDuringUpgrade);    }    private static void printUsage(PrintStream out) {      out.println(USAGE + "\n");    }  }  /**   * Run a balancer   * @param args Command line arguments   */  public static void main(String[] args) {    if (DFSUtil.parseHelpArgument(args, USAGE, System.out, true)) {      System.exit(0);    }    try {      System.exit(ToolRunner.run(new HdfsConfiguration(), new Cli(), args));    } catch (Throwable e) {      LOG.error("Exiting balancer due an exception", e);      System.exit(-1);    }  }}

源自：http://www.itweet.cn/2015/09/15/hdfs-balancer/