Hadoop HDFS数据完整性

数据完整性

IO操作过程中难免会出现数据丢失或脏数据，数据传输量越大出错的几率就越大。校验错误最常用的办法就是传输前计算一个校验和，传输后计算一个校验和，两个校验和如果不相同就说明数据存在错误，比较常用的错误校验码是CRC32。

HDFS数据完整性

HDFS写入的时候计算出校验和，然后每次读的时候再计算校验和。要注意的一点就是，HDFS每固定长度就会计算一次校验和，这个值由io.bytes.per.checksum指定，默认值是512字节。因为CRC32是32位即4个字节，这样校验和占用的空间就会少于原数剧1%。1%这个数字在hadoop中会经常看到。以后有时间会整理一份和1%不得不说的故事。

DataNode在存储收到的数据前会校验数据的校验和，比如收到客户端的数据或者其他副本传过来的数据。客户端写入数据到HDFS时的数据流，在管道的最后一个DataNode会去检查这个校验和，如果发现错误，就会抛出ChecksumException到客户端。

客户端从DataNode读取数据的时候一样要检查校验和，而且每个DataNode还保存了检查校验和的日志，客户端的每一次校验都会记录到日志中。

除了读写操作会检查校验和以外，DataNode还跑着一个后台进程(DataBlockScanner)来定期校验存在在它上面的的block，因为除了读写过程中会产生数据错误以外，硬件本身也会产生数据错误，比如说位衰减(bit rot)

如果客户端发现有block坏掉，主要通过以下步骤进行修复：

1.客户端在抛出ChecksumException之前会把坏的block和block所在的DataNode报告给NameNode。

2.NameNode把这个block标记为已损坏，这样NameNode就不会把客户端指向这个block，也不会复制这个block到其他DataNode。

3.NameNode会把一个好的block复制到另外一个DataNode。

4.NameNode把坏的block删除掉。

注：如果出于一些原因在操作的时候不想让HDFS检查校验码，在调用FileSystem的open方法前调用setVerityChecksum方法，并设置为false即可，命令行下可以使用-ignoreCrc参数。

实现

LocalFileSystem继承自ChecksumFileSystem,已经实现了checksum的功能，checksum的信息存储在与文件同名的crc文件中，发现错误的文件放在bad_files文件夹中。如果你确认顶层系统已经实现了checksum功能，那么你就没有必要使用LocalFileSystem，改为使用RowLocalFileSystem，可以通过更改fs.file.impl=org.apache.hadoop.fs.RawLocalFileSystem全局指定，也可以通过代码直接实例化。

Configuration conf=...
        FileSystem fs=new RawLocalFileSystem();
        fs.initialize(null, conf);

如果其他的FileSystem想拥有checksum的功能，只需要用ChecksumFileSystem包装一层即可：

FileSystem rawFs=...
        FileSystem checksummedFs=new ChecksumFileSystem(fs){} ;