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：

  /**   * No matter what kind of exception we get, keep retrying to offerService().   * That's the loop that connects to the NameNode and provides basic DataNode   * functionality.   *   * Only stop when "shouldRun" or "shouldServiceRun" is turned off, which can   * happen either at shutdown or due to refreshNamenodes.   */  @Override  public void run() {  // 记录日志信息：starting to offer service    LOG.info(this + " starting to offer service");    try {          // 在一个while循环内，完成连接NameNode并握手操作，即初始化      while (true) {        // init stuff        try {          // setup storage          // 连接NameNode并握手          connectToNNAndHandshake();          break;        } catch (IOException ioe) {                  // 如果存在异常                  // Initial handshake, storage recovery or registration failed                  // 现将运行状态runningState设置为初始化失败INIT_FAILED          runningState = RunningState.INIT_FAILED;                    // 调用shouldRetryInit()方法判断初始化失败时是否可以重试          if (shouldRetryInit()) {                      // Retry until all namenode's of BPOS failed initialization        // 记录error日志信息            LOG.error("Initialization failed for " + this + " "                + ioe.getLocalizedMessage());                        // 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            sleepAndLogInterrupts(5000, "initializing");                      } else {                  // 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            runningState = RunningState.FAILED;            LOG.fatal("Initialization failed for " + this + ". Exiting. ", ioe);            return;          }        }      }      // 设置运行状态runningState为正在运行RUNNING      runningState = RunningState.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，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      while (shouldRun()) {        try {          offerService();        } catch (Exception ex) {                  // 存在异常的话，记录error日志，并休眠5s          LOG.error("Exception in BPOfferService for " + this, ex);          sleepAndLogInterrupts(5000, "offering service");        }      }            // 设置运行状态runningState为已退出EXITED      runningState = RunningState.EXITED;          } catch (Throwable ex) {      LOG.warn("Unexpected exception in block pool " + this, ex);      runningState = RunningState.FAILED;    } finally {      LOG.warn("Ending block pool service for: " + this);            // 清空，释放占用的资源      cleanUp();    }  }

        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：

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

        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：