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rpc是Hadoop分布式底层通信的基础，无论是client和namenode，namenode和datanode，以及yarn新框架之间的通信模式等等都是采用的rpc方式。
下面我们来概要分析一下Hadoop2的rpc。
Hadoop通信模式主要是C/S方式，及客户端和服务端的模式。
客户端采用传统的socket通信方式向服务端发送信息，并等待服务端的返回。
服务端采用reactor的模式（Java nio）的方式来处理客户端的请求并给予响应。
一、客户端到服务端的通信
下面我们先分析客户端到服务端的通信。
要先通信，就要建立连接，建立连接就要发头消息。
客户端代码在Hadoop common中的ipc包里，主要类为client.java。负责通信的内部类是Client.Connection,Connection中包括以下几个属性
private InetSocketAddress server;// 连接服务端的地址
private final ConnectionId remoteId;//connection复用，此类是为了复用连接而创建的，在client类中有一个连接池属性Hashtable<ConnectionId, Connection> connections，此属性表示如果多个客户端来自同一个remoteID连接，如果connection没有关闭，那么就复用这个connection。那么如何判断是来自同一个ConnectionId呢，见下面的代码。
/** *ConnectionId类重写了equals方法 * **/ @Override public boolean equals(Object obj) { if (obj == this) { return true; } if (obj instanceof ConnectionId) { ConnectionId that = (ConnectionId) obj; //同一个远端服务地址，即要连接同一个服务端 return isEqual(this.address, that.address) && this.doPing == that.doPing && this.maxIdleTime == that.maxIdleTime && isEqual(this.connectionRetryPolicy, that.connectionRetryPolicy) && this.pingInterval == that.pingInterval //同一个远程协议，像datanode与namenode，client与 //namenode等之间通信的时候都各自有自己的协议， //如果不是同一个协议则使用不同的连接 && isEqual(this.protocol, that.protocol) && this.rpcTimeout == that.rpcTimeout && this.tcpNoDelay == that.tcpNoDelay && isEqual(this.ticket, that.ticket); } return false; }
private DataInputStream in;//输入
private DataOutputStream out;//输出
private Hashtable<Integer, Call> calls = new Hashtable<Integer, Call>();//Call类是client的内部类，将客户端的请求，服务端的响应等信息封装成一个call类，在后面我们会详细分析此类。而calls属性是建立连接后进行的多次消息传送，也就是我们每次建立连接可能会在连接有效期间发送了多次请求。
说了这些属性的含义，那么是怎么和服务端建立连接的呢。看下面的代码解析
private Connection getConnection(ConnectionId remoteId, Call call, int serviceClass, AtomicBoolean fallbackToSimpleAuth) throws IOException { //running是client的一个属性，表示客户端现在是否向服务端进行请求，如果没有running（running是一个AtomicBollean原子布尔类的对象）就是返回false if (!running.get()) { // the client is stopped throw new IOException("The client is stopped"); } Connection connection; do { synchronized (connections) { //判断是否存在对应的连接没有则新建 connection = connections.get(remoteId); if (connection == null) { connection = new Connection(remoteId, serviceClass); connections.put(remoteId, connection); } } //addCall中判断当获取取得接应该关闭了，则不能将call放到这个关闭的连接中 } while (!connection.addCall(call)); //进行输入输出对象初始化 connection.setupIOstreams(fallbackToSimpleAuth); return connection; } private synchronized boolean addCall(Call call) { //shouldCloseConnection也是connection类的属性，当连接异常，或者客户端要断开连接是，它返回false，说明这个连接正在回收中，不能继续使用。 if (shouldCloseConnection.get()) return false; calls.put(call.id, call); notify(); return true; }
getConnection方法只是初始化了connection对象，并将要发送的请求call对象放入连接connection中，其实还并没有与客户端进行通信。开始通信的方法是setupIOstreams方法，此方法不仅建立与服务端通信的输入输出对象，还进行消息头的发送，判断能否与服务端进行连接，由于Hadoop有很多个版本，而且并不是每个版本之间都能进行完美通信的。所以不同版本是不能通信的，消息头就是负责这个任务的，消息头中也附带了，通信的协议，说明到底是谁和谁之间通信（是client和namenode还是datanode和namenode，还是yarn中的resourceManage 和nodemanage等等）。
//省略了部分代码 private synchronized void setupIOstreams( AtomicBoolean fallbackToSimpleAuth) { if (socket != null || shouldCloseConnection.get()) { return; } try { if (LOG.isDebugEnabled()) { LOG.debug("Connecting to "+server); } if (Trace.isTracing()) { Trace.addTimelineAnnotation("IPC client connecting to " + server); } short numRetries = 0; Random rand = null; while (true) { //connection一些初始化信息，建立socket，初始socket等等操作 setupConnection(); //初始输入 InputStream inStream = NetUtils.getInputStream(socket); //初始输出 OutputStream outStream = NetUtils.getOutputStream(socket); //向服务端写消息头信息 writeConnectionHeader(outStream); . . . . . . writeConnectionContext(remoteId, authMethod); //connection连接有一定的超时限制，touch方法进行时间更新将连接最新时间更新到现在。 touch(); if (Trace.isTracing()) { Trace.addTimelineAnnotation("IPC client connected to " + server); } // connection类继承自thread类，在其run方法中开始接收服务端的返回消息，详见下面run方法 start(); return; } } catch (Throwable t) { if (t instanceof IOException) { markClosed((IOException)t); } else { markClosed(new IOException("Couldn‘t set up IO streams", t)); } //如果出现错误就关闭连接， close(); } }
run方法不仅仅是对消息头发送出的信息的响应，他是对当前连接在有效期间所有请求的响应的一个接收端。
public void run() { if (LOG.isDebugEnabled()) LOG.debug(getName() + ": starting, having connections " + connections.size()); try { //waitForWork方法判断当前连接是否处于工作状态， while (waitForWork()) {//wait here for work - read or close connection //接受消息 receiveRpcResponse(); } } catch (Throwable t) { // This truly is unexpected, since we catch IOException in receiveResponse // -- this is only to be really sure that we don‘t leave a client hanging // forever. LOG.warn("Unexpected error reading responses on connection " + this, t); markClosed(new IOException("Error reading responses", t)); } //connection已经关闭，进行连接回收，包括输入输出的回收将连接从连接池中清除等 close(); if (LOG.isDebugEnabled()) LOG.debug(getName() + ": stopped, remaining connections " + connections.size()); }
//接收服务端返回的信息 private void receiveRpcResponse() { if (shouldCloseConnection.get()) { return; } touch(); try { //对返回消息的处理，分布式消息的处理方式有很多种，一种是定长格式，一种是不定长，定长方式很容易理解，不定长中包含了消息的长度，在消息头处，则可以容易的读出消息准确长度，并进行处理。 int totalLen = in.readInt(); RpcResponseHeaderProto header = RpcResponseHeaderProto.parseDelimitedFrom(in); checkResponse(header); int headerLen = header.getSerializedSize(); headerLen += CodedOutputStream.computeRawVarint32Size(headerLen); //每个连接中有很多个call，call类中有一个callId的属性，类似于mac地址在对应的集群中是唯一的，从而能让客户端和服务端能够准去的处理请求。 int callId = header.getCallId(); if (LOG.isDebugEnabled()) LOG.debug(getName() + " got value #" + callId); //获取正在处理的call Call call = calls.get(callId); //处理状态，RpcStatusProto是一个枚举类，有三种状态成功，错误，连接关闭。 RpcStatusProto status = header.getStatus(); if (status == RpcStatusProto.SUCCESS) { //通过反射方式获取返回的消息值 Writable value = ReflectionUtils.newInstance(valueClass, conf); value.readFields(in); // read value //处理完成后将call从calls中删除掉 calls.remove(callId); //将返回值放到client的结果值中 call.setRpcResponse(value); // verify that length was correct // only for ProtobufEngine where len can be verified easily if (call.getRpcResponse() instanceof ProtobufRpcEngine.RpcWrapper) { ProtobufRpcEngine.RpcWrapper resWrapper = (ProtobufRpcEngine.RpcWrapper) call.getRpcResponse(); if (totalLen != headerLen + resWrapper.getLength()) { throw new RpcClientException( "RPC response length mismatch on rpc success"); } } } else { // Rpc Request failed // Verify that length was correct if (totalLen != headerLen) { throw new RpcClientException( "RPC response length mismatch on rpc error"); } final String exceptionClassName = header.hasExceptionClassName() ? header.getExceptionClassName() : "ServerDidNotSetExceptionClassName"; final String errorMsg = header.hasErrorMsg() ? header.getErrorMsg() : "ServerDidNotSetErrorMsg" ; final RpcErrorCodeProto erCode = (header.hasErrorDetail() ? header.getErrorDetail() : null); if (erCode == null) { LOG.warn("Detailed error code not set by server on rpc error"); } RemoteException re = ( (erCode == null) ? new RemoteException(exceptionClassName, errorMsg) : new RemoteException(exceptionClassName, errorMsg, erCode)); if (status == RpcStatusProto.ERROR) { calls.remove(callId); call.setException(re); } else if (status == RpcStatusProto.FATAL) { // Close the connection markClosed(re); } } } catch (IOException e) { markClosed(e); } } //此方法是call中的 public synchronized void setRpcResponse(Writable rpcResponse) { //将结果值放到返回值中 this.rpcResponse = rpcResponse; //当前call已处理完毕， callComplete(); } //此方法是call中的 protected synchronized void callComplete() { //done=true表示此call已经处理完成 this.done = true; //在处理call的时候采用的是同步处理方案，所有处理完后要唤醒其中一个还未处理的call notify(); // notify caller }
未完待续。。。。。。
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原文地址：http://www.cnblogs.com/weijueye/p/4667997.html
