HDFS源码分析数据块汇报之损坏数据块检测checkReplicaCorrupt()

无论是第一次，还是之后的每次数据块汇报，名字名字节点都会对汇报上来的数据块进行检测，看看其是否为损坏的数据块。那么，损坏数据块是如何被检测的呢？本文，我们将研究下损坏数据块检测的checkReplicaCorrupt()方法。

关于数据块及其副本的状态，请阅读《HDFS源码分析之数据块及副本状态BlockUCState、ReplicaState》一文。

checkReplicaCorrupt()方法专门用于损坏数据块检测，代码如下：

1. /**
2. * The next two methods test the various cases under which we must conclude
3. * the replica is corrupt, or under construction.  These are laid out
4. * as switch statements, on the theory that it is easier to understand
5. * the combinatorics of reportedState and ucState that way.  It should be
6. * at least as efficient as boolean expressions.
7. *
8. * @return a BlockToMarkCorrupt object, or null if the replica is not corrupt
9. */
10. private BlockToMarkCorrupt checkReplicaCorrupt(
11. Block reported, ReplicaState reportedState,
12. BlockInfo storedBlock, BlockUCState ucState,
13. DatanodeDescriptor dn) {
14. // 检测数据节点DataNode上的数据块副本状态ReplicaState实例reportedState
15. switch(reportedState) {
16. case FINALIZED:// 数据块副本如果为FINALIZED状态，即没有被修改的状态
17. // 需要再看名字节点数据块状态BlockUCState，即ucState
18. switch(ucState) {
19. case COMPLETE:// 如果是COMPLETE状态，不应被汇报为坏块：这种情况下，数据节点副本已经处于不会被修改的FINALIZED状态，
20. // 而名字节点中的数据块状态为COMPLETE，也是不会被修改的状态，
21. // 并且其他数据节点已经汇报过该数据块对应的一个副本，所以不会是损坏的数据块
22. case COMMITTED:// 如果是COMMITTED状态，虽然数据块不会被修改，但是还没有任何数据节点汇报过副本，还需要做以下时间戳和大小的判断：
23. if (storedBlock.getGenerationStamp() != reported.getGenerationStamp()) {
24. // 如果存储的数据块时间戳不等于汇报的数据块时间戳，需要汇报为坏块，
25. // 且损坏原因为Reason.GENSTAMP_MISMATCH，即时间戳不匹配
26. final long reportedGS = reported.getGenerationStamp();
27. return new BlockToMarkCorrupt(storedBlock, reportedGS,
28. "block is " + ucState + " and reported genstamp " + reportedGS
29. + " does not match genstamp in block map "
30. + storedBlock.getGenerationStamp(), Reason.GENSTAMP_MISMATCH);
31. } else if (storedBlock.getNumBytes() != reported.getNumBytes()) {
32. // 如果存储的数据块大小不等于汇报的数据块大小，需要汇报为坏块
33. // 且损坏原因为Reason.SIZE_MISMATCH，即大小不匹配
34. return new BlockToMarkCorrupt(storedBlock,
35. "block is " + ucState + " and reported length " +
36. reported.getNumBytes() + " does not match " +
37. "length in block map " + storedBlock.getNumBytes(),
38. Reason.SIZE_MISMATCH);
39. } else {
40. // 其它情况下不是一个坏块
41. return null; // not corrupt
42. }
43. case UNDER_CONSTRUCTION:// 如果是UNDER_CONSTRUCTION状态，数据还在被写入，所以需要做以下时间戳的判断：
44. if (storedBlock.getGenerationStamp() > reported.getGenerationStamp()) {
45. // 如果存储的数据块时间戳不等于汇报的数据块时间戳，需要汇报为坏块，
46. // 且损坏原因为Reason.GENSTAMP_MISMATCH，即时间戳不匹配
47. final long reportedGS = reported.getGenerationStamp();
48. return new BlockToMarkCorrupt(storedBlock, reportedGS, "block is "
49. + ucState + " and reported state " + reportedState
50. + ", But reported genstamp " + reportedGS
51. + " does not match genstamp in block map "
52. + storedBlock.getGenerationStamp(), Reason.GENSTAMP_MISMATCH);
53. }
54. return null;
55. default:
56. // 其他情况下均不是损坏的数据块
57. return null;
58. }
59. case RBW:// 数据块副本为正在被写入状态，不应被汇报为坏块
60. case RWR:// 数据块副本为正等待被恢复状态
61. if (!storedBlock.isComplete()) {
62. // 如果存储的数据块不是Complete状态，则不是一个坏块
63. return null; // not corrupt
64. } else if (storedBlock.getGenerationStamp() != reported.getGenerationStamp()) {
65. // 否则需要判断时间戳是否一致
66. final long reportedGS = reported.getGenerationStamp();
67. return new BlockToMarkCorrupt(storedBlock, reportedGS,
68. "reported " + reportedState + " replica with genstamp " + reportedGS
69. + " does not match COMPLETE block's genstamp in block map "
70. + storedBlock.getGenerationStamp(), Reason.GENSTAMP_MISMATCH);
71. } else { // COMPLETE block, same genstamp
72. if (reportedState == ReplicaState.RBW) {
73. // 如果数据块副本为正在写入状态RBW，不会是一个损坏的数据块
74. // If it's a RBW report for a COMPLETE block, it may just be that
75. // the block report got a little bit delayed after the pipeline
76. // closed. So, ignore this report, assuming we will get a
77. // FINALIZED replica later. See HDFS-2791
78. LOG.info("Received an RBW replica for " + storedBlock +
79. " on " + dn + ": ignoring it, since it is " +
80. "complete with the same genstamp");
81. return null;
82. } else {
83. // 否则为一个损坏的数据块，且损坏原因为Reason.INVALID_STATE
84. return new BlockToMarkCorrupt(storedBlock,
85. "reported replica has invalid state " + reportedState,
86. Reason.INVALID_STATE);
87. }
88. }
89. case RUR:       // should not be reported 副本处于恢复状态下，不应被汇报为坏块
90. case TEMPORARY: // should not be reported 副本为仅为复制而创建的临时副本，不应被汇报为坏块
91. default:
92. String msg = "Unexpected replica state " + reportedState
93. + " for block: " + storedBlock +
94. " on " + dn + " size " + storedBlock.getNumBytes();
95. // log here at WARN level since this is really a broken HDFS invariant
96. LOG.warn(msg);
97. return new BlockToMarkCorrupt(storedBlock, msg, Reason.INVALID_STATE);
98. }
99. }

checkReplicaCorrupt()方法处理逻辑略显复杂，但是还算清晰，它需要被汇报的数据块Block实例reported、副本状态实例ReplicaState、数据块状态BlockUCState等参数，主要处理逻辑如下：

基于数据节点DataNode上的数据块副本状态ReplicaState实例reportedState进行检测，如果：

1、数据块副本状态ReplicaState为正在写入RBW、正在恢复RUR、为复制而创建的临时副本TEMPORARY三种状态，则肯定不是损坏的数据块，因为这些数据块副本还处于不确定的状态，还需要被写入或者被舍弃等；

2、数据块副本状态ReplicaState为FINALIZED的话，说明数据已被完全写入，数据块副本大小及时间戳均不会再发生变化，此时，就等着其所在数据节点DataNode进行数据块汇报，将该数据块副本汇报给名字节点NameNode，那么我们需要看数据块Block在名字节点内的状态：

2.1、如果是COMPLETE状态，不应被汇报为坏块：这种情况下，数据节点副本已经处于不会被修改的FINALIZED状态，而名字节点中的数据块状态为COMPLETE，也是不会被修改的状态，并且其他数据节点已经汇报过该数据块对应的一个副本，所以不会是损坏的数据块；

2.2、如果是COMMITTED状态，虽然数据块不会被修改，但是还没有任何数据节点汇报过副本，还需要做以下时间戳和大小的判断：

2.2.1、如果名字节点存储的数据块时间戳不等于汇报的数据块时间戳，需要汇报为坏块，且损坏原因为Reason.GENSTAMP_MISMATCH，即时间戳不匹配；

2.2.2、如果名字节点存储的数据块大小不等于汇报的数据块大小，需要汇报为坏块，且损坏原因为Reason.SIZE_MISMATCH，即大小不匹配；

2.2.3、其它情况下不是一个坏块；

2.3、如果是UNDER_CONSTRUCTION状态，数据还在被写入，所以可以忽略大小，只做以下时间戳的判断：

2.3.1、如果名字节点存储的数据块时间戳不等于汇报的数据块时间戳，需要汇报为坏块，且损坏原因为Reason.GENSTAMP_MISMATCH，即时间戳不匹配；

2.3.2、其它情况下不是一个坏块；

2.4、其他情况下均不是损坏的数据块；

3、数据块副本为正等待被恢复状态RWR的话，需要看数据块在名字节点NameNode的状态：

3.1、如果名字节点存储的数据块Block不是COMPLETE状态，则不是一个坏块，此时数据块尚未上报过名字节点NameNode；

3.2、如果名字节点存储的数据块是COMPLETE状态，说明之前已经上报过，需要判断时间戳是否一致，如果时间戳不一致的话，则说明其是一个坏块；

3.3、如果名字节点存储的数据块是COMPLETE状态，说明之前已经上报过，且时间戳一致的话，如果数据块副本为正在写入状态RBW，不会是一个损坏的数据块，否则为一个损坏的数据块，且损坏原因为Reason.INVALID_STATE；

4、其他情况下均为一个坏块，且损坏原因为Reason.INVALID_STATE。

BlockToMarkCorrupt是一个数据块标记为坏块的抽象数据结构，它包含四个成员变量，如下：

1. /** The corrupted block in a datanode. */
2. 数据节点上的坏块数据块信息
3. final BlockInfo corrupted;
4. /** The corresponding block stored in the BlockManager. */
5. // 名字节点BlockManager中存储的相应的数据块信息
6. final BlockInfo stored;
7. // 损坏原因：字符串类型
8. /** The reason to mark corrupt. */
9. final String reason;
10. // 损坏原因code：枚举类型
11. /** The reason code to be stored */
12. final Reason reasonCode;

其他的均是构造方法，及覆写的toString()方法，不再赘述！