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大資料之hadoop(檔案系統HDFS)

一 HDFS概述

1.1 概念

HDFS,它是一個檔案系統,用於儲存檔案,通過目錄樹來定位檔案;其次,它是分散式的,由很多伺服器聯合起來實現其功能,叢集中的伺服器有各自的角色。

HDFS的設計適合一次寫入,多次讀出的場景,且不支援檔案的修改。適合用來做資料分析,並不適合用來做網盤應用。

1.2 組成

1HDFS叢集包括,NameNodeDataNode以及Secondary Namenode

2NameNode負責管理整個檔案系統的元資料,以及每一個路徑(檔案)所對應的資料塊資訊。

3DataNode 負責管理使用者的檔案資料塊,每一個數據塊都可以在多個datanode上儲存多個副本。

4SecondaryNameNode用來監控HDFS狀態的輔助後臺程式,每隔一段時間獲取HDFS元資料的快照。

1.3 HDFS 檔案塊大小

HDFS中的檔案在物理上是分塊儲存(block),塊的大小可以通過配置引數( dfs.blocksize)來規定,預設大小在hadoop2.x版本中是128M,老版本中是64M

HDFS的塊比磁碟的塊大,其目的是為了最小化定址開銷。如果塊設定得足夠大,從磁碟傳輸資料的時間會明顯大於定位這個塊開始位置所需的時間。因而,傳輸一個由多個塊組成的檔案的時間取決於磁碟傳輸速率。

如果定址時間約為10ms,而傳輸速率為100MB/s,為了使定址時間僅佔傳輸時間的1%,我們要將塊大小設定約為100MB。預設的塊大小128MB。

塊的大小:10ms*100*100M/s = 100M


二 HFDS命令列操作

1)基本語法

bin/hadoop fs 具體命令

2)引數大全

       bin/hadoop fs

[-appendToFile <localsrc> ... <dst>]

        [-cat [-ignoreCrc] <src> ...]

        [-checksum <src> ...]

        [-chgrp [-R] GROUP PATH...]

        [-chmod [-R] <MODE[,MODE]... | OCTALMODE> PATH...]

        [-chown [-R] [OWNER][:[GROUP]] PATH...]

        [-copyFromLocal [-f] [-p] <localsrc> ... <dst>]

        [-copyToLocal [-p] [-ignoreCrc] [-crc] <src> ... <localdst>]

        [-count [-q] <path> ...]

        [-cp [-f] [-p] <src> ... <dst>]

        [-createSnapshot <snapshotDir> [<snapshotName>]]

        [-deleteSnapshot <snapshotDir> <snapshotName>]

        [-df [-h] [<path> ...]]

        [-du [-s] [-h] <path> ...]

        [-expunge]

        [-get [-p] [-ignoreCrc] [-crc] <src> ... <localdst>]

        [-getfacl [-R] <path>]

        [-getmerge [-nl] <src> <localdst>]

        [-help [cmd ...]]

        [-ls [-d] [-h] [-R] [<path> ...]]

        [-mkdir [-p] <path> ...]

        [-moveFromLocal <localsrc> ... <dst>]

        [-moveToLocal <src> <localdst>]

        [-mv <src> ... <dst>]

        [-put [-f] [-p] <localsrc> ... <dst>]

        [-renameSnapshot <snapshotDir> <oldName> <newName>]

        [-rm [-f] [-r|-R] [-skipTrash] <src> ...]

        [-rmdir [--ignore-fail-on-non-empty] <dir> ...]

        [-setfacl [-R] [{-b|-k} {-m|-x <acl_spec>} <path>]|[--set <acl_spec> <path>]]

        [-setrep [-R] [-w] <rep> <path> ...]

        [-stat [format] <path> ...]

        [-tail [-f] <file>]

        [-test -[defsz] <path>]

        [-text [-ignoreCrc] <src> ...]

        [-touchz <path> ...]

        [-usage [cmd ...]]

3)常用命令實操

1-help:輸出這個命令引數

bin/hdfs dfs -help rm

2-ls: 顯示目錄資訊

hadoopfs -ls /

3-mkdir:在hdfs上建立目錄

hadoopfs  -mkdir  -p /aaa/bbb/cc/dd

4-moveFromLocal從本地剪下貼上到hdfs

hadoop  fs  -moveFromLocal  /home/hadoop/a.txt  /aaa/bbb/cc/dd

5-moveToLocal:從hdfs剪下貼上到本地(尚未實現)

[[email protected]]$ hadoop fs -help moveToLocal

-moveToLocal<src> <localdst> :

  Not implemented yet

6--appendToFile  :追加一個檔案到已經存在的檔案末尾

hadoop  fs -appendToFile  ./hello.txt  /hello.txt

7-cat:顯示檔案內容

8-tail:顯示一個檔案的末尾

hadoop  fs -tail  /weblog/access_log.1

9-chgrp-chmod-chownlinux檔案系統中的用法一樣,修改檔案所屬許可權

hadoop  fs -chmod  666  /hello.txt

hadoop  fs -chown  someuser:somegrp   /hello.txt

10-copyFromLocal:從本地檔案系統中拷貝檔案到hdfs路徑去

hadoop  fs -copyFromLocal  ./jdk.tar.gz  /aaa/

11-copyToLocal:從hdfs拷貝到本地

hadoopfs -copyToLocal /user/hello.txt ./hello.txt

12-cp:從hdfs的一個路徑拷貝到hdfs的另一個路徑

hadoop  fs  -cp /aaa/jdk.tar.gz  /bbb/jdk.tar.gz.2

13-mv:在hdfs目錄中移動檔案

hadoop  fs  -mv  /aaa/jdk.tar.gz  /

14-get:等同於copyToLocal,就是從hdfs下載檔案到本地

hadoopfs -get /user/hello.txt ./

15-getmerge  :合併下載多個檔案,比如hdfs的目錄/aaa/下有多個檔案:log.1, log.2,log.3,...

hadoopfs -getmerge /aaa/log.* ./log.sum

16-put:等同於copyFromLocal

hadoop  fs  -put  /aaa/jdk.tar.gz  /bbb/jdk.tar.gz.2

17-rm:刪除檔案或資料夾

hadoopfs -rm -r /aaa/bbb/

18-rmdir:刪除空目錄

hadoop  fs -rmdir   /aaa/bbb/ccc

19-df:統計檔案系統的可用空間資訊

hadoop  fs  -df  -h  /

20-du統計資料夾的大小資訊

[[email protected]]$ hadoop fs -du -s -h /user/jduser/wcinput

188.5M  /user/jduser/wcinput

[[email protected]]$ hadoop fs -du  -h /user/jduser/wcinput

188.5M  /user/jduser/wcinput/hadoop-2.7.2.tar.gz

97       /user/jduser/wcinput/wc.input

21-count:統計一個指定目錄下的檔案節點數量

hadoopfs -count /aaa/

[[email protected]]$ hadoop fs -count /user/jduser/wcinput

       1                   2          197657784 /user/jduser/wcinput

巢狀檔案層級;包含檔案的總數

22-setrep:設定hdfs中檔案的副本數量

hadoopfs -setrep 3 /aaa/jdk.tar.gz

這裡設定的副本數只是記錄在namenode的元資料中,是否真的會有這麼多副本,還得看datanode的數量。因為目前只有3臺裝置,最多也就3個副本,只有節點數的增加到10臺時,副本數才能達到10。

三 HDFS客戶端操作

3.1 eclipse環境準備

3.1.1 jar包準備

1)解壓hadoop-2.7.2.tar.gz到非中文目錄

2)進入share資料夾,查詢所有jar包,並把jar包拷貝到_lib資料夾下

3)在全部jar包中查詢sources.jar,並剪下到_source資料夾。

4)在全部jar包中查詢tests.jar,並剪下到_test資料夾。

3.1.2 eclipse準備

1)配置HADOOP_HOME環境變數

2)採用hadoop編譯後的bin 、lib兩個資料夾(如果不生效,重新啟動eclipse)

3)建立第一個java工程

public class HdfsClientDemo1 {

       public static void main(String[] args) throws Exception {

              // 1 獲取檔案系統

              Configuration configuration = new Configuration();

              // 配置在叢集上執行

              configuration.set("fs.defaultFS", "hdfs://hadoop102:9000");

              FileSystem fileSystem = FileSystem.get(configuration);

              // 直接配置訪問叢集的路徑和訪問叢集的使用者名稱稱

//            FileSystem fileSystem = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"),configuration, "jduser");

              // 2 把本地檔案上傳到檔案系統中

              fileSystem.copyFromLocalFile(new Path("f:/hello.txt"), new Path("/hello1.copy.txt"));

              // 3 關閉資源

              fileSystem.close();

              System.out.println("over");

       }

}

4)執行程式

執行時需要配置使用者名稱稱

客戶端去操作hdfs時,是有一個使用者身份的。預設情況下,hdfs客戶端api會從jvm中獲取一個引數來作為自己的使用者身份:-DHADOOP_USER_NAME=jduser,jduser為使用者名稱稱。

3.2 通過API操作HDFS

3.2.1 HDFS獲取檔案系統

1)詳細程式碼

       @Test

       public void initHDFS() throws Exception{

              // 1 建立配置資訊物件

              Configuration configuration = new Configuration();

              // 2 獲取檔案系統

              FileSystem fs = FileSystem.get(configuration);

              // 3 列印檔案系統

              System.out.println(fs.toString());

       }

3.2.2 HDFS檔案上傳

       @Test

       public void putFileToHDFS() throws Exception{

              // 1 建立配置資訊物件

              // new Configuration();的時候,它就會去載入jar包中的hdfs-default.xml

              // 然後再載入classpath下的hdfs-site.xml

              Configuration configuration = new Configuration();

              // 2 設定引數

              // 引數優先順序: 1、客戶端程式碼中設定的值  2、classpath下的使用者自定義配置檔案 3、然後是伺服器的預設配置

              configuration.set("dfs.replication", "2");

              FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"),configuration, "jduser");

              // 3 建立要上傳檔案所在的本地路徑

              Path src = new Path("e:/hello.txt");

              // 4 建立要上傳到hdfs的目標路徑

              Path dst = new Path("hdfs://hadoop102:9000/user/jduser/hello.txt");

              // 5 拷貝檔案

              fs.copyFromLocalFile(src, dst);

              fs.close();

}

2)將core-site.xml拷貝到專案的根目錄下

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<?xml-stylesheet type="text/xsl" href="configuration.xsl"?>

<configuration>

<!-- 指定HDFS中NameNode的地址 -->

       <property>

              <name>fs.defaultFS</name>

        <value>hdfs://hadoop102:9000</value>

       </property>

</configuration>

3)將hdfs-site.xml拷貝到專案的根目錄下

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<?xml-stylesheet type="text/xsl" href="configuration.xsl"?>

<configuration>

       <property>

              <name>dfs.replication</name>

        <value>1</value>

       </property>

</configuration>

4)測試引數優先順序

引數優先順序: 1、客戶端程式碼中設定的值  2、classpath下的使用者自定義配置檔案 3、然後是伺服器的預設配置

3.2.3 HDFS檔案下載

@Test

public void getFileFromHDFS() throws Exception{

       // 1 建立配置資訊物件

       Configuration configuration = new Configuration();

       FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"),configuration, "jduser");

//     fs.copyToLocalFile(new Path("hdfs://hadoop102:9000/user/jduser/hello.txt"), new Path("d:/hello.txt"));

       // boolean delSrc 指是否將原檔案刪除

       // Path src 指要下載的檔案路徑

       // Path dst 指將檔案下載到的路徑

       // boolean useRawLocalFileSystem 是否開啟檔案效驗

    // 2 下載檔案

       fs.copyToLocalFile(false, new Path("hdfs://hadoop102:9000/user/jduser/hello.txt"), new Path("e:/hellocopy.txt"), true);

       fs.close();

       }

3.2.4 HDFS目錄建立

       @Test

       public void mkdirAtHDFS() throws Exception{

              // 1 建立配置資訊物件

              Configuration configuration = new Configuration();

              FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"),configuration, "jduser");

              //2 建立目錄

              fs.mkdirs(new Path("hdfs://hadoop102:9000/user/jduser/output"));

       }

3.2.5 HDFS資料夾刪除

       @Test

       public void deleteAtHDFS() throws Exception{

              // 1 建立配置資訊物件

              Configuration configuration = new Configuration();

              FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"),configuration, "jduser");

              //2 刪除資料夾 ,如果是非空資料夾,引數2是否遞迴刪除,true遞迴

              fs.delete(new Path("hdfs://hadoop102:9000/user/jduser/output"), true);

       }

3.2.6 HDFS檔名更改

       @Test

       public void renameAtHDFS() throws Exception{

              // 1 建立配置資訊物件

              Configuration configuration = new Configuration();

              FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"),configuration, "jduser");

              //2 重新命名檔案或資料夾

              fs.rename(new Path("hdfs://hadoop102:9000/user/jduser/hello.txt"), new Path("hdfs://hadoop102:9000/user/jduser/hellonihao.txt"));

       }

3.2.7 HDFS檔案詳情檢視

檢視檔名稱、許可權、長度、塊資訊

@Test

public void readListFiles() throws Exception {

       // 1 建立配置資訊物件

       Configuration configuration = new Configuration();

       FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"),configuration, "jduser");

       // 思考:為什麼返回迭代器,而不是List之類的容器

       RemoteIterator<LocatedFileStatus> listFiles = fs.listFiles(new Path("/"), true);

       while (listFiles.hasNext()) {

              LocatedFileStatus fileStatus = listFiles.next();

              System.out.println(fileStatus.getPath().getName());

              System.out.println(fileStatus.getBlockSize());

              System.out.println(fileStatus.getPermission());

              System.out.println(fileStatus.getLen());

              BlockLocation[] blockLocations = fileStatus.getBlockLocations();

              for (BlockLocation bl : blockLocations) {

                     System.out.println("block-offset:" + bl.getOffset());

                     String[] hosts = bl.getHosts();

                     for (String host : hosts) {

                            System.out.println(host);

                     }

              }

              System.out.println("--------------李冰冰的分割線--------------");

       }

       }

3.2.8 HDFS檔案和資料夾判斷

@Test

public void findAtHDFS() throws Exception, IllegalArgumentException, IOException{

       // 1 建立配置資訊物件

       Configuration configuration = new Configuration();

       FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"),configuration, "jduser");

       // 2 獲取查詢路徑下的檔案狀態資訊

       FileStatus[] listStatus = fs.listStatus(new Path("/"));

       // 3 遍歷所有檔案狀態

       for (FileStatus status : listStatus) {

              if (status.isFile()) {

                     System.out.println("f--" + status.getPath().getName());

              } else {

                     System.out.println("d--" + status.getPath().getName());

              }

       }

}

3.3 通過IO流操作HDFS

3.3.1 HDFS檔案上傳

       @Test

       public void putFileToHDFS() throws Exception{

              // 1 建立配置資訊物件

              Configuration configuration = new Configuration();

              FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"),configuration, "jduser");

              // 2 建立輸入流

              FileInputStream inStream = new FileInputStream(new File("e:/hello.txt"));

              // 3 獲取輸出路徑

              String putFileName = "hdfs://hadoop102:9000/user/jduser/hello1.txt";

              Path writePath = new Path(putFileName);

              // 4 建立輸出流

              FSDataOutputStream outStream = fs.create(writePath);

              // 5 流對接

              try{

                     IOUtils.copyBytes(inStream, outStream, 4096, false);

              }catch(Exception e){

                     e.printStackTrace();

              }finally{

                     IOUtils.closeStream(inStream);

                     IOUtils.closeStream(outStream);

              }

       }

3.3.2 HDFS檔案下載

       @Test

       public void getFileToHDFS() throws Exception{

              // 1 建立配置資訊物件

              Configuration configuration = new Configuration();

              FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"),configuration, "jduser");

              // 2 獲取讀取檔案路徑

              String filename = "hdfs://hadoop102:9000/user/jduser/hello1.txt";

              // 3 建立讀取path

              Path readPath = new Path(filename);

              // 4 建立輸入流

              FSDataInputStream inStream = fs.open(readPath);

              // 5 流對接輸出到控制檯

              try{

                     IOUtils.copyBytes(inStream, System.out, 4096, false);

              }catch(Exception e){

                     e.printStackTrace();

              }finally{

                     IOUtils.closeStream(inStream);

              }

       }

3.3.3 定位檔案讀取

1)下載第一塊

@Test

// 定位下載第一塊內容

public void readFileSeek1() throws Exception {

       // 1 建立配置資訊物件

       Configuration configuration = new Configuration();

       FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"), configuration, "jduser");

       // 2 獲取輸入流路徑

       Path path = new Path("hdfs://hadoop102:9000/user/jduser/tmp/hadoop-2.7.2.tar.gz");

       // 3 開啟輸入流

       FSDataInputStream fis = fs.open(path);

       // 4 建立輸出流

       FileOutputStream fos = new FileOutputStream("e:/hadoop-2.7.2.tar.gz.part1");

       // 5 流對接

       byte[] buf = new byte[1024];

       for (int i = 0; i < 128 * 1024; i++) {

              fis.read(buf);

              fos.write(buf);

       }

       // 6 關閉流

       IOUtils.closeStream(fis);

       IOUtils.closeStream(fos);

       }

2)下載第二塊

       @Test

       // 定位下載第二塊內容

       public void readFileSeek2() throws Exception{

              // 1 建立配置資訊物件

              Configuration configuration = new Configuration();

              FileSystem fs = FileSystem.get(new URI("hdfs://hadoop102:9000"), configuration, "jduser");

              // 2 獲取輸入流路徑

              Path path = new Path("hdfs://hadoop102:9000/user/jduser/tmp/hadoop-2.7.2.tar.gz");

              // 3 開啟輸入流

              FSDataInputStream fis = fs.open(path);

              // 4 建立輸出流

              FileOutputStream fos = new FileOutputStream("e:/hadoop-2.7.2.tar.gz.part2");

              // 5 定位偏移量(第二塊的首位)

              fis.seek(1024 * 1024 * 128);

              // 6 流對接

              IOUtils.copyBytes(fis, fos, 1024);

              // 7 關閉流

              IOUtils.closeStream(fis);

              IOUtils.closeStream(fos);

       }

3)合併檔案

在window命令視窗中執行

type hadoop-2.7.2.tar.gz.part2 >> hadoop-2.7.2.tar.gz.part1