前言

今天Hadoop已經成為大數據處理中十分重要的平臺，一個以Hadoop為基礎的活躍的開源生態圈已經逐步形成，Hadoop的應用也由最初的互聯網行業發展到金融行業、電信行業、IT設備商以及數以萬計的中小企業。Hadoop的HDFS組件（Hadoop分布式文件系統）以及MapReduce組件分別為上層框架提供了分布式存儲和計算的能力。

HDFS作為Hadoop中解決分布式存儲的基礎組件，最早是根據GFS（Google File System）論文的概念模型來設計實現的。然而，隨著HDFS上層框架的豐富以及應用場景的擴展，用戶對HDFS的功能、性能、穩定性、擴展性以及可靠性的要求越來越高，HDFS 2.X版本也就應運而生。相對于HDFS 1.X，HDFS 2.X版本提出了很多振奮人心的新特性，如Namenode HA、Federation Namenode、集中式緩存、快照等。但令人惋惜的是，至今還沒有一本能夠深入剖析HDFS 2.X內部實現細節，以及介紹HDFS 2.X新特性的書籍。本書的出現填補了上述空白，它是國內第一本深入剖析HDFS 2.X源碼實現的書籍。

本書以Hadoop 2.6.0源碼為基礎，深入剖析了HDFS 2.X中各個模塊的實現細節，包括RPC框架實現、Namenode實現、Datanode實現以及HDFS客戶端實現等。閱讀本書可以幫助讀者從架構設計與源碼實現角度了解HDFS 2.X，同時還能學習HDFS 2.X框架中優秀的設計思想、設計模式、Java語言技巧以及編程規范等。這些對于讀者全面提高自己的技術水平有很大的幫助。

如何閱讀本書

由于篇幅原因，本書并沒有介紹HDFS實現中的一些基礎知識，例如Java NIO、動態代理、protobuf等。而是直接切入源碼分析HDFS的設計與實現，同時介紹了一些經典的設計模式、Java語言技巧在HDFS實現中的應用。希望讀者在閱讀本書之前，先搭建好源碼環境，并了解相應的基礎知識，這樣學習效果會更好。

本書一共有5章，相互之間的聯系比較緊密，有聯系的小節都有注釋標注，讀者可以根據注釋跳躍閱讀。

第1章是HDFS概述，從總體上介紹了HDFS的組件、概念以及典型的流程，同時詳細介紹了HDFS各個組件間RPC接口的定義。由于HDFS流程大都比較復雜，往往涉及多個組件的配合，讀者在閱讀后續的具體章節時，可以查閱本章內容獲取某個流程的總體描述，以及RPC接口的具體定義。

第2章介紹了Hadoop RPC框架的實現，Hadoop RPC是HDFS各個組件間通信所依賴的底層框架，可以理解為HDFS的神經系統。通過閱讀本章，讀者可以學習到一個典型的分布式RPC框架的實現細節，在本章中會介紹較多的設計模式，編程模型以及語言技巧，請讀者注重積累。

第3～5章分別介紹了Namenode、Datanode以及HDFS客戶端這三個組件的實現細節，同時穿插介紹了HDFS 2.X的新特性，例如Namenode HA就放在Namenode章介紹，而Federation Namenode新特性對Datanode的修改比較多，所以就放在Datanode章介紹。

讀者在閱讀本書的過程中，如果發現有任何不當之處，煩請您將意見和建議發往郵箱xupeng.bupt@gmail.com，不勝感激。

本書代碼

本書分析的代碼版本為Hadoop 2.6.0，書中部分較長的代碼做了省略，完整的代碼請從官網http://hadoop.apache.org下載。

致謝

感謝互聯網，感謝開源軟件，感謝Hadoop社區，感謝本書引用文獻的所有原作者，是你們為Hadoop愛好者打開了一扇大門。

感謝電子工業出版社博文視點的張春雨老師，是您的信任使得這本書的出版成為可能。同時還要感謝許多我不知道名字的編輯為本書最終出版所做的付出和努力。

感謝丁雷在百忙之中抽出時間對本書提出許多建設性意見，同時感謝左譜軍、張德陽、閆飛翔以及張濤對本書的審閱。

2015年寫這本書時正是自己很困難的一段時期，我很感恩有許多朋友在生活、工作上給我幫助以及包容。感謝吳佳寧、劉文博，你們一直是第一個伸出援手的哥們。感謝鄭曉彤、袁瑋、賀子昂、李強、和紫東、劉丹、何一舟為我引薦機會，謝謝你們。

特別感謝遠見，書的撰寫過程是如此漫長，是你在這段時間里把自信、陽光和快樂傳播給我，讓我更加積極、勇敢和有信心。沒有你，這本書永遠無法完成。

最后感謝我的父母和妹妹，謝謝你們默默為我做出的犧牲和付出，你們永遠是我前進的動力。