大数据知识面试题-Hadoop（2022版）
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文章目录
- Hadoop
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- 1.1、介绍Hadoop
- 1.2、Hadoop特性优点
- 1.3、hadoop集群中hadoop都需要启动哪些进程，他们的作用分别是什么？
- 1.4、Hadoop主要的配置文件
- 1.5、Hadoop集群重要命令
- 1.6、HDFS的垃圾桶机制
- 1.7、HDFS写数据流程
- 1.8、Hadoop读数据流程
- 1.9、SecondaryNameNode的作用
- 1.10、HDFS的扩容、缩容（面试）
- 1.11、HDFS安全模式
- 1.12、机架感知
- 1.13、其他
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- 1.13.1、数据存储在hdfs格式,使用的什么压缩方式,压缩比多少
- 1.13.2、高可用的集群中namenode宕机了，怎么恢复的
- 1.13.3、hdfs的瓶颈
- 1.13.4、hdfs存放文件量过大怎么优化
- 1.13.5、HDFS小文件问题及解决方案
- 1.13.6、HDFS高可用(HA)
- 1.13.7、Hadoop切片机制
- 1.13.7、Hadoop的checkpoint流程
- 1.13.7、Hadoop的默认块大小是多少?为什么要设置这么大?
- 1.13.7、Block划分的原因
- 1.13.7、Hadoop作业提交到YARN的流程?
- 1.13.7、Hadoop的Combiner的作用
- 1.13.7、Hadoop序列化和反序列化
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Hadoop
1.1、介绍Hadoop
- 广义上来说，Hadoop通常是指一个更广泛的概念——Hadoop生态圈。
- 狭义上说，Hadoop指Apache这款开源框架，它的核心组件有：
- HDFS（分布式文件系统）：解决海量数据存储
- YARN（作业调度和集群资源管理的框架）：解决资源任务调度
- MAPREDUCE（分布式运算编程框架）：解决海量数据计算
1.2、Hadoop特性优点
- 扩容能力（Scalable）：Hadoop是在可用的计算机集群间分配数据并完成计算任务的，这些集群可用方便的扩展到数以千计的节点中。
- 成本低（Economical）：Hadoop通过普通廉价的机器组成服务器集群来分发以及处理数据，以至于成本很低。
- 高效率（Efficient）：通过并发数据，Hadoop可以在节点之间动态并行的移动数据，使得速度非常快。
- 可靠性（Rellable）：能自动维护数据的多份复制，并且在任务失败后能自动地重新部署（redeploy）计算任务。所以Hadoop的按位存储和处理数据的能力值得人们信赖。
1.3、hadoop集群中hadoop都需要启动哪些进程，他们的作用分别是什么？
- namenode =>HDFS的守护进程，负责维护整个文件系统，存储着整个文件系统的元数据信息，image+edit log
- datanode =>是具体文件系统的工作节点，当我们需要某个数据，namenode告诉我们去哪里找，就直接和那个DataNode对应的服务器的后台进程进行通信，由DataNode进行数据的检索，然后进行具体的读/写操作
- secondarynamenode =>一个守护进程，相当于一个namenode的元数据的备份机制，定期的更新，和namenode进行通信，将namenode上的image和edits进行合并，可以作为namenode的备份使用
- resourcemanager =>是yarn平台的守护进程，负责所有资源的分配与调度，client的请求由此负责，监控nodemanager
- nodemanager => 是单个节点的资源管理，执行来自resourcemanager的具体任务和命令
- DFSZKFailoverController高可用时它负责监控NN的状态，并及时的把状态信息写入ZK。它通过一个独立线程周期性的调用NN上的一个特定接口来获取NN的健康状态。FC也有选择谁作为Active NN的权利，因为最多只有两个节点，目前选择策略还比较简单（先到先得，轮换）。
- 7）JournalNode 高可用情况下存放namenode的editlog文件
1.4、Hadoop主要的配置文件
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hadoop-env.sh
- 文件中设置的是Hadoop运行时需要的环境变量。JAVA_HOME是必须设置的，即使我们当前的系统中设置了JAVA_HOME，它也是不认识的，因为Hadoop即使是在本机上执行，它也是把当前的执行环境当成远程服务器。
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core-site.xml
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设置Hadoop的文件系统地址
<property><name>fs.defaultFS</name><value>hdfs://node-1:9000</value></property>
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hdfs-site.xml
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指定HDFS副本的数量
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secondary namenode 所在主机的ip和端口
<property><name>dfs.replication</name><value>2</value> </property> <property> <name>dfs.namenode.secondary.http-address</name> <value>node-2:50090</value> </property>
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mapred-site.xml
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指定mr运行时框架，这里指定在yarn上，默认是local
<property><name>mapreduce.framework.name</name><value>yarn</value></property>
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yarn-site.xml
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指定YARN的主角色（ResourceManager）的地址
<property><name>yarn.resourcemanager.hostname</name><value>node-1</value></property>
-
1.5、Hadoop集群重要命令
-
初始化
- hadoop namenode –format
-
启动dfs
- start-dfs.sh
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启动yarn
- start-yarn.sh
-
启动任务历史服务器
- mr-jobhistory-daemon.sh start historyserver
-
一键启动
- start-all.sh
-
启动成功后：
- NameNode http://nn_host:port/ 默认50070.
- ResourceManagerhttp://rm_host:port/ 默认 8088
- NameNode http://nn_host:port/ 默认50070.
| 选项名称 | 使用格式 | 含义 |
|---|---|---|
| -ls | -ls | 查看指定路径的当前目录结构 |
| -lsr | -lsr | 递归查看指定路径的目录结构 |
| -du | -du | 统计目录下个文件大小 |
| -dus | -dus | 汇总统计目录下文件(夹)大小 |
| -count | -count [-q] | 统计文件(夹)数量 |
| -mv | -mv | 移动 |
| -cp | -cp | 复制 |
| -rm | -rm [-skipTrash] | 删除文件/空白文件夹 |
| -rmr | -rmr [-skipTrash] | 递归删除 |
| -put | -put | 上传文件 |
| -copyFromLocal | -copyFromLocal | 从本地复制 |
| -moveFromLocal | -moveFromLocal | 从本地移动 |
| -getmerge | -getmerge | 合并到本地 |
| -cat | -cat | 查看文件内容 |
| -text | -text | 查看文件内容 |
| -copyToLocal | -copyToLocal [-ignoreCrc] [-crc] [hdfs源路径] [linux目的路径] | 从本地复制 |
| -moveToLocal | -moveToLocal [-crc] | 从本地移动 |
| -mkdir | -mkdir | 创建空白文件夹 |
| -setrep | -setrep [-R] [-w] | 修改副本数量 |
| -touchz | -touchz | 创建空白文件 |
| -stat | -stat [format] | 显示文件统计信息 |
| -tail | -tail [-f] | 查看文件尾部信息 |
| -chmod | -chmod [-R] [路径] | 修改权限 |
| -chown | -chown [-R] [属主][:[属组]] 路径 | 修改属主 |
| -chgrp | -chgrp [-R] 属组名称 路径 | 修改属组 |
| -help | -help [命令选项] | 帮助 |
1.6、HDFS的垃圾桶机制
-
修改core-site.xml
<property> <name>fs.trash.interval</name> <value>1440</value> </property> -
这个时间以分钟为单位，例如1440=24h=1天。HDFS的垃圾回收的默认配置属性为 0，也就是说，如果你不小心误删除了某样东西，那么这个操作是不可恢复的。
1.7、HDFS写数据流程
HDFS dfs -put a.txt /
详细步骤：
- 1）客户端通过Distributed FileSystem模块向namenode请求上传文件，namenode检查目标文件是否已存在，父目录是否存在。
- 2）namenode返回是否可以上传。
- 3）客户端请求第一个 block上传到哪几个datanode服务器上。
- 4）namenode返回3个datanode节点，分别为dn1、dn2、dn3。
- 5）客户端通过FSDataOutputStream模块请求dn1上传数据，dn1收到请求会继续调用dn2，然后dn2调用dn3，将这个通信管道建立完成。
- 6）dn1、dn2、dn3逐级应答客户端。
- 7）客户端开始往dn1上传第一个block（先从磁盘读取数据放到一个本地内存缓存），以packet为单位（大小为64k），dn1收到一个packet就会传给dn2，dn2传给dn3；dn1每传一个packet会放入一个应答队列等待应答。
- 8）当一个block传输完成之后，客户端再次请求namenode上传第二个block的服务器。
1.8、Hadoop读数据流程
详细步骤：
- 1）客户端通过Distributed FileSystem向namenode请求下载文件，namenode通过查询元数据，找到文件块所在的datanode地址。
- 2）挑选一台datanode（就近原则，然后随机）服务器，请求读取数据。
- 3）datanode开始传输数据给客户端（从磁盘里面读取数据输入流，以packet为单位来做校验,大小为64k）。
- 4）客户端以packet为单位接收，先在本地缓存，然后写入目标文件。作者：李小李的路
checkpoint流程
在hdfs-site.xml文件指定secondarynamenode部署在哪个机器上
<property> <name>dfs.namenode.secondary.http-address</name> <value>hdp02:50090</value></property>
1.sn提醒nn做checkpoint
2.nn上的edit_inprogress文件滚动生成edit_sum文件
3.将edit_sum文件传给sn
4.sn更新fsimage文件
5.sn将文件写入磁盘
6.将文件传给nn
作用讲解：
edit:NameNode在本地操作hdfs系统的文件都会保存在Edits日志文件中。也就是说当文件系统中的任何元数据产生操作时，都会记录在Edits日志文件中(增删改查)
fsimage:存放的是一份最完整的元数据信息，内容比较大
edit一直记录元数据操作记录的话，也会慢慢膨胀的比较大，也会造成操作起来比较困难
为了控制edits不会膨胀太大，引入secondaryNameNode机制。
ss主要作用合并edits和fsimage文件，清空edit
元数据
元数据的分类
按形式分类：内存元数据和元数据文件；它们的存在的位置分别为：内存和磁盘上。其中内存元数据主要是hdfs文件目录的管理；元数据文件则用于持久化存储。
按类型分，元数据主要包括：
1、文件、目录自身的属性信息，例如文件名，目录名，修改信息等。
2、文件记录的信息的存储相关的信息，例如存储块信息，分块情况，副本个数等。
3、记录HDFS的Datanode的信息，用于DataNode的管理。
参考：https://blog.csdn.net/qq_42586468/article/details/118176103
https://www.cnblogs.com/yaoss/p/12398406.html
1.9、SecondaryNameNode的作用
NameNode职责是管理元数据信息，DataNode的职责是负责数据具体存储，那么SecondaryNameNode的作用是什么？
答：它的职责是合并NameNode的edit logs到fsimage文件。
每达到触发条件 [达到一个小时，或者事物数达到100万]，会由secondary namenode将namenode上积累的所有edits和一个最新的fsimage下载到本地，并加载到内存进行merge（这个过程称为checkpoint），如下图所示：
1.10、HDFS的扩容、缩容（面试）
动态扩容
随着公司业务的增长，数据量越来越大，原有的datanode节点的容量已经不能满足存储数据的需求，需要在原有集群基础上动态添加新的数据节点。也就是俗称的动态扩容。
有时候旧的服务器需要进行退役更换，暂停服务，可能就需要在当下的集群中停止某些机器上hadoop的服务，俗称动态缩容。
基础准备
在基础准备部分，主要是设置hadoop运行的系统环境
修改新机器系统hostname（通过/etc/sysconfig/network进行修改）
修改hosts文件，将集群所有节点hosts配置进去（集群所有节点保持hosts文件统一）
设置NameNode到DataNode的免密码登录（ssh-copy-id命令实现）
修改主节点slaves文件，添加新增节点的ip信息（集群重启时配合一键启动脚本使用）
在新的机器上上传解压一个新的hadoop安装包，从主节点机器上将hadoop的所有配置文件，scp到新的节点上。
添加datanode
- 在namenode所在的机器的
/export/servers/hadoop-2.6.0-cdh5.14.0/etc/hadoop目录下创建dfs.hosts文件
cd /export/servers/hadoop-2.6.0-cdh5.14.0/etc/hadoopvim dfs.hosts添加如下主机名称（包含新服役的节点）node-1node-2node-3node-4- 在namenode机器的hdfs-site.xml配置文件中增加dfs.hosts属性
cd /export/servers/hadoop-2.6.0-cdh5.14.0/etc/hadoop
vim hdfs-site.xml
<property> <name>dfs.hosts</name> <value>/export/servers/hadoop-2.6.0-cdh5.14.0/etc/hadoop/dfs.hosts</value></property> dfs.hosts属性的意义：命名一个文件，其中包含允许连接到namenode的主机列表。必须指定文件的完整路径名。如果该值为空，则允许所有主机。相当于一个白名单，也可以不配置。
在新的机器上单独启动datanode： hadoop-daemon.sh start datanode
刷新页面就可以看到新的节点加入进来了
datanode负载均衡服务
新加入的节点，没有数据块的存储，使得集群整体来看负载还不均衡。因此最后还需要对hdfs负载设置均衡，因为默认的数据传输带宽比较低，可以设置为64M，即hdfs dfsadmin -setBalancerBandwidth 67108864即可
默认balancer的threshold为10%，即各个节点与集群总的存储使用率相差不超过10%，我们可将其设置为5%。然后启动Balancer，
sbin/start-balancer.sh -threshold 5，等待集群自均衡完成即可。
添加nodemanager
在新的机器上单独启动nodemanager：
yarn-daemon.sh start nodemanager
在ResourceManager，通过yarn node -list查看集群情况
动态缩容
添加退役节点
在namenode所在服务器的hadoop配置目录etc/hadoop下创建dfs.hosts.exclude文件，并添加需要退役的主机名称。
注意：该文件当中一定要写真正的主机名或者ip地址都行，不能写node-4
node04.hadoop.com
在namenode机器的hdfs-site.xml配置文件中增加dfs.hosts.exclude属性
cd /export/servers/hadoop-2.6.0-cdh5.14.0/etc/hadoop
vim hdfs-site.xml
<property> <name>dfs.hosts.exclude</name> <value>/export/servers/hadoop-2.6.0-cdh5.14.0/etc/hadoop/dfs.hosts.exclude</value></property>dfs.hosts.exclude属性的意义：命名一个文件，其中包含不允许连接到namenode的主机列表。必须指定文件的完整路径名。如果值为空，则不排除任何主机。
刷新集群
在namenode所在的机器执行以下命令，刷新namenode，刷新resourceManager。
hdfs dfsadmin -refreshNodes
yarn rmadmin –refreshNodes
等待退役节点状态为decommissioned（所有块已经复制完成），停止该节点及节点资源管理器。注意：如果副本数是3，服役的节点小于等于3，是不能退役成功的，需要修改副本数后才能退役。
node-4执行以下命令，停止该节点进程
cd /export/servers/hadoop-2.6.0-cdh5.14.0
sbin/hadoop-daemon.sh stop datanode
sbin/yarn-daemon.sh stop nodemanager
namenode所在节点执行以下命令刷新namenode和resourceManager
hdfs dfsadmin –refreshNodes
yarn rmadmin –refreshNodes
namenode所在节点执行以下命令进行均衡负载
cd /export/servers/hadoop-2.6.0-cdh5.14.0/
sbin/start-balancer.sh
1.11、HDFS安全模式
安全模式是HDFS所处的一种特殊状态，在这种状态下，文件系统只接受读数据请求，而不接受删除、修改等变更请求，是一种保护机制，用于保证集群中的数据块的安全性。
在NameNode主节点启动时，HDFS首先进入安全模式，集群会开始检查数据块的完整性。DataNode在启动的时候会向namenode汇报可用的block信息，当整个系统达到安全标准时，HDFS自动离开安全模式。
-
手动进入安全模式
hdfs dfsadmin -safemode enter -
手动离开安全模式
hdfs dfsadmin -safemode leave
1.12、机架感知
hadoop自身是没有机架感知能力的，必须通过人为的设定来达到这个目的。一种是通过配置一个脚本来进行映射；另一种是通过实现DNSToSwitchMapping接口的resolve()方法来完成网络位置的映射。
- 1、写一个脚本，然后放到hadoop的core-site.xml配置文件中，用namenode和jobtracker进行调用。
#!/usr/bin/python#-*-coding:UTF-8 -*-import sysrack = {"hadoop-node-31":"rack1", "hadoop-node-32":"rack1", "hadoop-node-33":"rack1", "hadoop-node-34":"rack1", "hadoop-node-49":"rack2", "hadoop-node-50":"rack2", "hadoop-node-51":"rack2", "hadoop-node-52":"rack2", "hadoop-node-53":"rack2", "hadoop-node-54":"rack2", "192.168.1.31":"rack1", "192.168.1.32":"rack1", "192.168.1.33":"rack1", "192.168.1.34":"rack1", "192.168.1.49":"rack2", "192.168.1.50":"rack2", "192.168.1.51":"rack2", "192.168.1.52":"rack2", "192.168.1.53":"rack2", "192.168.1.54":"rack2", }if __name__=="__main__": print "/" + rack.get(sys.argv[1],"rack0")-
2、将脚本赋予可执行权限chmod +x RackAware.py，并放到bin/目录下。
-
3、然后打开conf/core-site.html
<property> <name>topology.script.file.name</name> <value>/opt/modules/hadoop/hadoop-1.0.3/bin/RackAware.py</value> </property> <property> <name>topology.script.number.args</name> <value>20</value> </property> -
4、重启Hadoop集群
-
namenode日志
2012-06-08 14:42:19,174 INFO org.apache.hadoop.hdfs.StateChange: BLOCK* NameSystem.registerDatanode: node registration from 192.168.1.49:50010 storage DS-1155827498-192.168.1.49-50010-13382893689562012-06-08 14:42:19,204 INFO org.apache.hadoop.net.NetworkTopology: Adding a new node: /rack2/192.168.1.49:500102012-06-08 14:42:19,205 INFO org.apache.hadoop.hdfs.StateChange: BLOCK* NameSystem.registerDatanode: node registration from 192.168.1.53:50010 storage DS-1773813988-192.168.1.53-50010-13382894051312012-06-08 14:42:19,226 INFO org.apache.hadoop.net.NetworkTopology: Adding a new node: /rack2/192.168.1.53:500102012-06-08 14:42:19,226 INFO org.apache.hadoop.hdfs.StateChange: BLOCK* NameSystem.registerDatanode: node registration from 192.168.1.34:50010 storage DS-2024494948-127.0.0.1-50010-13382894389832012-06-08 14:42:19,242 INFO org.apache.hadoop.net.NetworkTopology: Adding a new node: /rack1/192.168.1.34:500102012-06-08 14:42:19,242 INFO org.apache.hadoop.hdfs.StateChange: BLOCK* NameSystem.registerDatanode: node registration from 192.168.1.54:50010 storage DS-767528606-192.168.1.54-50010-1338289412267 2012-06-08 14:42:49,492 INFO org.apache.hadoop.hdfs.StateChange: STATE* Network topology has 2 racks and 10 datanodes 2012-06-08 14:42:49,492 INFO org.apache.hadoop.hdfs.StateChange: STATE* UnderReplicatedBlocks has 0 blocks 2012-06-08 14:42:49,642 INFO org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.FSNamesystem: ReplicateQueue QueueProcessingStatistics: First cycle completed 0 blocks in 0 msec 2012-06-08 14:42:49,642 INFO org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.FSNamesystem: ReplicateQueue QueueProcessingStatistics: Queue flush completed 0 blocks in 0 msec processing time, 0 msec clock time, 1 cycles
1.13、其他
1.13.1、数据存储在hdfs格式,使用的什么压缩方式,压缩比多少
目前在Hadoop中用得比较多的有lzo ，gzip ，snappy ， bzip2这4种压缩格式，笔者根据实践经验介绍一 下这4种压缩格式的优缺点和应用场景，以便大家在实践中根据实际情况选择不同的压缩格式。
-
gzip压缩
优点：
压缩率比较高，而且压缩/解压速度也比较快；
hadoop本身支持，在应用中处理gzip格式的文件就和直接处理文本一样； 有hadoop native库；
大部分linux系统都自带gzip命令，使用方便。缺点：不支持split。
应用场景：
当每个文件压缩之后在130M以内的(1个块大小内)，都可以考虑用gzip压缩格式。譬如说 一天或者一个小时的日志压缩成一个gzip文件，运行mapreduce程序的时候通过多个gzip文 件达到并发。
hive程序， streaming程序，和java写的mapreduce程序完全和文本处理一样，压缩之后原来 的程序不需要做任何修改。 -
lzo压缩
优点：
压缩/解压速度也比较快，合理的压缩率；
支持split，是hadoop中最流行的压缩格式；
支持hadoop native库；
可以在linux系统下安装lzop命令，使用方便。
缺点：
压缩率比gzip要低一些；
hadoop本身不支持，需要安装；
在应用中对lzo格式的文件需要做一些特殊处理(为了支持split需要建索引，还需要指定
inputformat为lzo格式)。
应用场景：
一个很大的文本文件，压缩之后还大于200M以上的可以考虑，而且单个文件越大， lzo优点越 明显。 -
snappy压缩
优点：
高速压缩速度和合理的压缩率；
支持hadoop native库。
缺点：
不支持split；
压缩率比gzip要低；
hadoop本身不支持，需要安装；
linux系统下没有对应的命令。应用场景：
当mapreduce作业的map输出的数据比较大的时候，作为map到reduce的中间数据的压缩格 式；或者作为一个mapreduce作业的输出和另外一个mapreduce作业的输入。
5. bzip2压缩
优点：
支持split；
具有很高的压缩率，比gzip压缩率都高；
hadoop本身支持，但不支持native；
在linux系统下自带bzip2命令，使用方便。缺点：
压缩/解压速度慢；
不支持native。应用场景：
适合对速度要求不高，但需要较高的压缩率的时候，可以作为mapreduce作业的输出格式； 或者输出之后的数据比较大，处理之后的数据需要压缩存档减少磁盘空间并且以后数据用得比 较少的情况；
或者对单个很大的文本文件想压缩减少存储空间，同时又需要支持split，而且兼容之前的应用 程序(即应用程序不需要修改)的情况。
1.13.2、高可用的集群中namenode宕机了，怎么恢复的
首先进入安全模式:hdfs dfsadmin -safemode enter然后刷一下active节点的log到imagehdfs dfsadmin -saveNamespace然后将active节点的image文件全部拷贝到故障节点的相应目录下然后重启故障namenode最后hdfs namenode -bootstrapStandby到此，故障解决。后来还解决过一次hdfs的block丢失的问题，也是将原先的image全部拷贝回来搞定的。 所以说，即便有ha，定期备份image文件还是很重要的。1.13.3、hdfs的瓶颈
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fsimage加载阶段，主要耗时的操作:
1.1) FSDirectory.addToParent(),功能是根据路径path生成节点INode，并加入目录树中，占加载 时间的73%；
1.2) FSImage.readString和PermissionStatus.read操作是从fsimage的文件流中读取数据(分别 是读取String和short)的操作，分别占加载时间的15%和8%；
优化方案：对fsimage的持久化操作采用多线程技术，为目录列表中的每个目录存储开辟一个线 程，用来存储fsimage文件。主线程等待所有存储的子线程完毕后完成对fsimage加载。这样，存 储时间将取决于存储最慢的那个线程，达到了提高fsimage加载速度的目的，从而在一定程度上提 升了NameNode启动速度。 -
blockReport阶段， DataNode在启动时通过RPC调用NameNode.blockReport()方法， 主要耗时操 作：
2.1) FSNamesystem.addStoredBlock调用，对每一个汇报上来的block，将其于汇报上来的 datanode的对应关系初始化到namenode内存中的BlocksMap表中，占用时间比为77%；此方法 中主要耗时的两个阶段分别是FSNamesystem.countNode和DatanodeDescriptor.addBlock，后 者是java中的插表操作，而FSNamesystem.countNode调用的目的是为了统计在BlocksMap中， 每一个block对应的各副本中，有几个是live状态，几个是decommission状态，几个是Corrupt状 态。
2.2) DatanodeDescriptor.reportDiff，主要是为了将该datanode汇报上来的blocks跟 namenode内存中的BlocksMap中进行对比，以决定那个哪些是需要添加到BlocksMap中的 block，哪些是需要添加到toRemove队列中的block，以及哪些是添加到toValidate队列中的 block，占用时间比为20%； -
锁的竞争成为性能瓶颈
优化方案：其中锁内耗时的操作有FSEditLog.logXXX方法，可以考虑将FSEditLog的logXXX操作放 到写锁外记录，但会引起记录的顺序不一致，可以通过在写锁内生成SerialNumber，在锁外按顺 序输出来解决； -
UTF8/Unicode转码优化成为性能瓶颈
优化方案：用SIMD指令的JVM Intrinsic转码实现， 32bytes比目前Hadoop内pure Java实现快4 倍,64bytes快十几倍。 -
RPC框架中， N个Reader将封装的Call对象放入一个BlockingQueue ， N个Handler从一个 BlockingQueue中提取Call对象，使得此BlockingQueue成为性能瓶颈
优化方案：采用多队列，一个Handler一个BlockingQueue，按callid分配队列。 -
sendHeartbeat阶段，在DataNode调用namenode.sendHeartbeat()方法时会DF和DU两个类， 它们通过Shell类的runComamnd方法来执行系统命令，以获取当前目录的 df, du 值，在 runComamnd方法中实质是通过java.lang. ProcessBuilder类来执行系统命令的。该类由JVM通过 Linux 内核来fork 子进程，子进程当然会完全继承父进程的所有内存句柄， jstack看到JVM此时线 程状态大部分处于WAITING ， 这个过程会影响DFSClient写入超时，或关闭流出错。
1.13.4、hdfs存放文件量过大怎么优化
- 那么可以通过调用 HDFS 的 sync() 方法(和 append 方法结合使用)，每隔一定时间生成一个大文 件。或者，可以通过写一个 MapReduce 程序来来合并这些小文件。
- HAR File
Hadoop Archives ( HAR files)是在 0.18.0 版本中引入到 HDFS 中的，它的出现就是为了缓解大 量小文件消耗 NameNode 内存的问题。 HAR 文件是通过在 HDFS 上构建一个分层文件系统来工 作。 HAR 文件通过 hadoop archive 命令来创建，而这个命令实际上是运行 MapReduce 作业来将 小文件打包成少量的 HDFS 文件(译者注：将小文件进行合并成几个大文件)。对于客户端来说， 使用 HAR 文件系统没有任何的变化：所有原始文件都可见以及可以访问(只是使用 har://URL，而 不是 hdfs://URL)，但是在 HDFS 中中文件个数却减少了。
读取 HAR 文件不如读取 HDFS 文件更有效，并且实际上可能更慢，因为每个 HAR 文件访问需要读 取两个索引文件以及还要读取数据文件本。
尽管 HAR 文件可以用作 MapReduce 的输入，但是 Map 没有办法直接对共同驻留在 HDFS 块上的 HAR 所有文件操作。可以考虑通过创建一种 input format，充分利用 HAR 文件的局部性优势，但 是目前还没有这种input format。需要注意的是： MultiFileInputSplit，即使在 HADOOP-4565 进 行了改进，选择节点本地分割中的文件，但始终还是需要每个小文件的搜索。在目前看来， HAR 可 能最好仅用于存储文档。 - SequenceFile
通常解决”小文件问题”的回应是：使用 SequenceFile。这种方法的思路是，使用文件名作为 key， 文件内容作为 value
在实践中这种方式非常有效。我们回到10,000个100KB大小的小文件问题上，你可以编写一个程序 将合并为一个 SequenceFile，然后你可以以流式方式处理(直接处理或使用 MapReduce) SequenceFile。这样会带来两个优势：
SequenceFiles 是可拆分的，因此 MapReduce 可以将它们分成块，分别对每个块进行操作；
与 HAR 不同，它们支持压缩。在大多数情况下，块压缩是最好的选择，因为它直接对几个记录组 成的块进行压缩，而不是对每一个记录进行压缩。
将现有数据转换为 SequenceFile 可能会很慢。但是，完全可以并行创建一个一个的 SequenceFile 文件。 Stuart Sierra 写了一篇关于将 tar 文件转换为 SequenceFile 的文章，像这样的工具是非常 有用的，我们应该多看看。向前看，最好设计好数据管道，如果可能的话，将源数据直接写入 SequenceFile ，而不是作为中间步骤写入小文件。
与 HAR 文件不同，没有办法列出 SequenceFile 中的所有键，所以不能读取整个文件。 Map File， 类似于对键进行排序的 SequenceFile，维护部分索引，所以他们也不能列出所有的键
1.13.5、HDFS小文件问题及解决方案
小文件是指文件size小于HDFS上block大小的文件。这样的文件会给
hadoop的扩展性和性能带来严重问题。首先，在HDFS中，任何block，文件或者目录在内存中均以对象的形式存储，每个对象约占150byte，如果有1000 0000个小文件，每个文件占用一个block，则namenode大约需要2G空间。如果存储1亿个文件，则namenode需要20G空间。这样namenode内存容量严重制约了集群的扩展。其次，访问大量小文件速度远远小于访问几个大文件。HDFS最初是为流式访问大文件开发的，如果访问大量小文件，需要不断的从一个datanode跳到另一个datanode，严重影响性能。最后，处理大量小文件速度远远小于处理同等大小的大文件的速度。每一个小文件要占用一个task，而task启动将耗费大量时间甚至大部分时间都耗费在启动task和释放task上。
对于小文件问题，Hadoop本身也提供了几个解决方案，分别为：Hadoop Archive，Sequence file和CombineFileInputFormat。
1.Hadoop Archive: Hadoop Archive或者HAR，是一个高效地将小文件放入HDFS块中的文件存档工具，它能够将多个小文件打包成一个HAR文件，这样在减少namenode内存使用的同时，仍然允许对文件进行透明的访问。
HAR是在Hadoop file system之上的一个文件系统，因此所有fs shell命令对HAR文件均可用，只不过是文件路径格式不一样
使用HAR时需要两点，第一，对小文件进行存档后，原文件并不会自动被删除，需要用户自己删除；第二，创建HAR文件的过程实际上是在运行一个mapreduce作业，因而需要有一个hadoop集群运行此命令。
此外，HAR还有一些缺陷：第一，一旦创建，Archives便不可改变。要增加或移除里面的文件，必须重新创建归档文件。第二，要归档的文件名中不能有空格，否则会抛出异常，可以将空格用其他符号替换
2. sequence file ：sequence file由一系列的二进制key/value组成，如果为key小文件名，value为文件内容，则可以将大批小文件合并成一个大文件。
3.CombineFileInputFormat：CombineFileInputFormat是一种新的inputformat，用于将多个文件合并成一个单独的split
1.13.6、HDFS高可用(HA)
高可用原理
所谓HA，即高可用（7*24小时不中断服务），实现高可用最关键的是消除单点故障
HDFS 的 HA 就是通过双namenode 来防止单点问题，一旦主NameNode出现故障，可以迅速切换至备用的 NameNode。两个namenode有不同的状态，状态分别是Active和Standby。（备用） Namenode作为热备份，在机器发生故障时能够快速进行故障转移，同时在日常维护的时候进行Namenode切换。
HDFS HA的几大重点
1）保证两个namenode里面的内存中存储的文件的元数据同步 ->namenode启动时，会读镜像文件2）变化的记录信息同步3）日志文件的安全性 ->分布式的存储日志文件（cloudera公司提出来的） ->2n+1个，使用副本数保证安全性 ->使用zookeeper监控 ->监控两个namenode，当一个出现了问题，可以达到自动故障转移。 ->如果出现了问题，不会影响整个集群 ->zookeeper对时间同步要求比较高。4）客户端如何知道访问哪一个namenode ->使用proxy代理 ->隔离机制 ->使用的是sshfence ->两个namenode之间无密码登录5）namenode是哪一个是active ->zookeeper通过选举选出zookeeper。 ->然后zookeeper开始监控，如果出现文件，自动故障转移。HDFS HA的实现流程
主Namenode处理所有的操作请求，而Standby只是作为slave，主要进行同步主Namenode的状态，保证发生故障时能够快速切换，并且数据一致。为了两个 Namenode数据保持同步，两个Namenode都与一组Journal Node进行通信。当主Namenode进行任务的namespace操作时，都会同步修改日志到Journal Node节点中。Standby Namenode持续监控这些edit，当监测到变化时，将这些修改同步到自己的namespace。当进行故障转移时，Standby在成为Active Namenode之前，会确保自己已经读取了Journal Node中的所有edit日志，从而保持数据状态与故障发生前一致。
为了确保故障转移能够快速完成，Standby Namenode需要维护最新的Block位置信息，即每个Block副本存放在集群中的哪些节点上。为了达到这一点，Datanode同时配置主备两个Namenode，并同时发送Block报告和心跳到两台Namenode。
任何时刻集群中只有一个Namenode处于Active状态，否则可能出现数据丢失或者数据损坏。当两台Namenode都认为自己的Active Namenode时，会同时尝试写入数据。为了防止这种脑裂现象，Journal Nodes只允许一个Namenode写入数据，内部通过维护epoch数来控制，从而安全地进行故障转移。
1.13.7、Hadoop切片机制
一个超大文件在HDFS上存储时，是以多个Block存储在不同的节点上，比如一个512M的文件，HDFS默认一个Block为128M，那么512M的文件分成4个Block存储在集群中4个节点上。
Hadoop在map阶段处理上述512M的大文件时分成几个MapTask进行处理呢？Hadoop的MapTask并行度与数据切片有有关系，数据切片是对输入的文件在逻辑上进行分片，对文件切成多少份，Hadoop就会分配多少个MapTask任务进行并行执行该文件，原理如下图所示。
Block与Splite区别：Block是HDFS物理上把数据分成一块一块；数据切片只是在逻辑上对输入进行分片，并不会在磁盘上将其切分成片进行存储。如下图所示，一个512M的文件在HDFS上存储时，默认一个block为128M，那么该文件需要4个block进行物理存储；若对该文件进行切片，假设以100M大小进行切片，该文件在逻辑上需要切成6片，则需要6个MapTask任务进行处理。
TextInputFormat切片机制
切片方式：TextInputFormat是默认的切片机制，按文件规划进行切分。比如切片默认为128M，如果一个文件为200M，则会形成两个切片，一个是128M，一个是72M，启动两个MapTask任务进行处理任务。但是如果一个文件只有1M，也会单独启动一个MapTask执行此任务，如果是10个这样的小文件，就会启动10个MapTask处理小文件任务。
读取方式：TextInputFormat是按行读取文件的每条记录，key代表读取的文件行在该文件中的起始字节偏移量，key为LongWritable类型；value为读取的行内容，不包括任何行终止符（换行符/回车符）, value为Text类型，相当于java中的String类型。
CombineTextInputFormat切片机制
如果要处理的任务中含有很多小文件，采用默认的TextInputFormat切片机制会启动多个MapTask任务处理文件，浪费资源。CombineTextInputFormat用于处理小文件过多的场景，它可以将多个小文件从逻辑上切分到一个切片中。CombineTextInputFormat在形成切片过程中分为虚拟存储过程和切片过程两个过程。
（1）虚拟存储过程
将输入目录下所有文件大小，依次和设置的setMaxInputSplitSize值比较，如果不大于设置的最大值，逻辑上划分一个块。如果输入文件大于设置的最大值且大于两倍，那么以最大值切割一块；当剩余数据大小超过设置的最大值且不大于最大值2倍，此时将文件均分成2个虚拟存储块（防止出现太小切片）。
例如setMaxInputSplitSize值为4M，输入文件大小为8.02M，则先逻辑上分成一个4M。剩余的大小为4.02M，如果按照4M逻辑划分，就会出现0.02M的小的虚拟存储文件，所以将剩余的4.02M文件切分成（2.01M和2.01M）两个文件。
（2）切片过程
判断虚拟存储的文件大小是否大于setMaxInputSplitSize值，大于等于则单独形成一个切片；
如果不大于则跟下一个虚拟存储文件进行合并，共同形成一个切片。
1.13.7、Hadoop的checkpoint流程
1.13.7、Hadoop的默认块大小是多少?为什么要设置这么大?
1.13.7、Block划分的原因
1.13.7、Hadoop作业提交到YARN的流程?
1.13.7、Hadoop的Combiner的作用
1.13.7、Hadoop序列化和反序列化
Java后端面试知识点
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| 1 | Java基础知识面试题（2022版） | https://blog.csdn.net/qq_43061290/article/details/124023797 |
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