Hadoop数据输入的源码解析
我们知道，任何一个工程项目，最重要的是三个部分：输入，中间处理，输出。今天我们来深入的了解一下我们熟知的Hadoop系统中，输入是如何输入的？
在hadoop中，输入数据都是通过对应的InputFormat类和RecordReader类来实现的，其中InputFormat来实现将对应输入文件进行分片，RecordReader类将对应分片中的数据读取进来。具体的方式如下：
（1）InputFormat类是一个接口。
public interface InputFormat<K, V> {
InputSplit[] getSplits(JobConf job, int numSplits) throws IOException;
RecordReader<K, V> getRecordReader(InputSplit split,
JobConf job,
Reporter reporter) throws IOException;
}
（2）FileInputFormat类实现了InputFormat接口。该类实现了getSplits方法，但是它也没有实现对应的getRecordReader方法。也就是说FileInputFormat还是一个抽象类。这里需要说明的一个问题是，FileInputFormat用isSplitable方法来指定对应的文件是否支持数据的切分。默认情况下都是支持的，一般子类都需要重新实现它。
public abstract class FileInputFormat<K, V> implements InputFormat<K, V> {
public InputSplit[] getSplits(JobConf job, int numSplits) throws IOException {
FileStatus[] files = listStatus(job);
// Save the number of input files in the job-conf
job.setLong(NUM_INPUT_FILES, files.length);
long totalSize = 0; // compute total size
for (FileStatus file: files) { // check we have valid files
if (file.isDir()) {
throw new IOException("Not a file: "+ file.getPath());
}
totalSize += file.getLen();
}
long goalSize = totalSize / (numSplits == 0 ? 1 : numSplits);
long minSize = Math.max(job.getLong("mapred.min.split.size", 1),
minSplitSize);
// generate splits
ArrayList<FileSplit> splits = new ArrayList<FileSplit>(numSplits);
NetworkTopology clusterMap = new NetworkTopology();
for (FileStatus file: files) {
Path path = file.getPath();
FileSystem fs = path.getFileSystem(job);
long length = file.getLen();
BlockLocation[] blkLocations = fs.getFileBlockLocations(file, 0, length);
if ((length != 0) && isSplitable(fs, path)) {
long blockSize = file.getBlockSize();
long splitSize = computeSplitSize(goalSize, minSize, blockSize);
long bytesRemaining = length;
while (((double) bytesRemaining)/splitSize > SPLIT_SLOP) {
String[] splitHosts = getSplitHosts(blkLocations,
length-bytesRemaining, splitSize, clusterMap);
splits.add(new FileSplit(path, length-bytesRemaining, splitSize,
splitHosts));
bytesRemaining -= splitSize;
}
if (bytesRemaining != 0) {
splits.add(new FileSplit(path, length-bytesRemaining, bytesRemaining,
blkLocations[blkLocations.length-1].getHosts()));
}
} else if (length != 0) {
String[] splitHosts = getSplitHosts(blkLocations,0,length,clusterMap);
splits.add(new FileSplit(path, 0, length, splitHosts));
} else {
//Create empty hosts array for zero length files
splits.add(new FileSplit(path, 0, length, new String[0]));
}
}
LOG.debug("Total # of splits: " + splits.size());
return splits.toArray(new FileSplit[splits.size()]);
}
//该方法是用来判断是否可以进行数据的切分
protected boolean isSplitable(FileSystem fs, Path filename) {
return true;
}
//但是它也没有实现对应的getRecordReader方法。也就是说FileInputFormat还是一个抽象类。
public abstract RecordReader<K, V> getRecordReader(InputSplit split,
JobConf job,
Reporter reporter) throws IOException;
｝
（3）TextFileInputFormat类仅仅实现了FileInputFormat类的getRecordReader方法，并且重写了isSplitable方法，他并没有实现getSplits方法，由此可知，他的getSplits的实现还是交由父类FileInputFormat来实现的。（这里需要注意TextFileInputFormat并不是InputFormat的子类，TextFileInputFormat它仅仅是继承了InputFormat的getRecordReader的方法而已。）
public class TextInputFormat extends FileInputFormat<LongWritable, Text>
implements JobConfigurable {
private CompressionCodecFactory compressionCodecs = null;
public void configure(JobConf conf) {
compressionCodecs = new CompressionCodecFactory(conf);
}
//子类重新实现了isSplitable方法
protected boolean isSplitable(FileSystem fs, Path file) {
final CompressionCodec codec = compressionCodecs.getCodec(file);
if (null == codec) {
return true;
}
return codec instanceof SplittableCompressionCodec;
}
//该方法实现了将文件中的数据读入到对应的Map方法中。
public RecordReader<LongWritable, Text> getRecordReader(
InputSplit genericSplit, JobConf job,
Reporter reporter)
throws IOException {
reporter.setStatus(genericSplit.toString());
String delimiter = job.get("textinputformat.record.delimiter");
byte[] recordDelimiterBytes = null;
if (null != delimiter) recordDelimiterBytes = delimiter.getBytes();
return new LineRecordReader(job, (FileSplit) genericSplit,
recordDelimiterBytes);
}
}
从上面可以看出一个Text格式的文件是通过什么样的类继承层次输入到map方法中。下面主要介绍一下，到底是如何切分的？我们从类的继承层次关系上可以看出，具体的切分方式是通过FileInputFormat类来实现的。因此，要了解文件是如何切分的，只需要查看一下FileInputFormat类中的getSplits方法的实现细节即可。下面我再次把FileInputFormat类中的getSplits方法贴出来：然后分析每一句代码。
public InputSplit[] getSplits(JobConf job, int numSplits)
throws IOException {
FileStatus[] files = listStatus(job); //列出当前job中所有的输入文件
// Save the number of input files in the job-conf
job.setLong(NUM_INPUT_FILES, files.length); //设置当前job的输入文件数目
//计算当前job所有输入文件总的大小
long totalSize = 0; // compute total size
//遍历每一个文件
for (FileStatus file: files) { // check we have valid files
if (file.isDir()) {
throw new IOException("Not a file: "+ file.getPath());
}
totalSize += file.getLen();
}
// numSplits是分片数，goalSize是平均每一个分片的大小，minSize是每个分片最小值
long goalSize = totalSize / (numSplits == 0 ? 1 : numSplits);
long minSize = Math.max(job.getLong("mapred.min.split.size", 1),
minSplitSize);
// generate splits 计算分片
ArrayList<FileSplit> splits = new ArrayList<FileSplit>(numSplits);
NetworkTopology clusterMap = new NetworkTopology();
for (FileStatus file: files) {
Path path = file.getPath();
FileSystem fs = path.getFileSystem(job);
long length = file.getLen();
//获取文件的位置
BlockLocation[] blkLocations = fs.getFileBlockLocations(file, 0, length);
//isSplitable方法根据对应文件名称判断对应文件是否可以切分
if ((length != 0) && isSplitable(fs, path)) {
long blockSize = file.getBlockSize();//获取文件块的大小
// computeSplitSize方法计算真正的分片大小
long splitSize = computeSplitSize(goalSize, minSize, blockSize);
long bytesRemaining = length;//文件剩余大小
// SPLIT_SLOP=1.1,文件大小/分片的大小> SPLIT_SLOP则进行切分。
while (((double) bytesRemaining)/splitSize > SPLIT_SLOP) {
// splitHosts用来记录分片元数据信息（包括切片的位置，大小等等）
String[] splitHosts = getSplitHosts(blkLocations,
length-bytesRemaining, splitSize, clusterMap);
splits.add(new FileSplit(path, length-bytesRemaining, splitSize,
splitHosts));
bytesRemaining -= splitSize;
}
if (bytesRemaining != 0) {
splits.add(new FileSplit(path, length-bytesRemaining, bytesRemaining,
blkLocations[blkLocations.length-1].getHosts()));
}
} else if (length != 0) { //如果文件不能切分，相应的会将整个文件作为一个分片。
String[] splitHosts = getSplitHosts(blkLocations,0,length,clusterMap);
splits.add(new FileSplit(path, 0, length, splitHosts));
} else {
//Create empty hosts array for zero length files
splits.add(new FileSplit(path, 0, length, new String[0]));
}
}
LOG.debug("Total # of splits: " + splits.size());
return splits.toArray(new FileSplit[splits.size()]);
}
//真正计算分片大小的地方。
protected long computeSplitSize(long goalSize, long minSize,
long blockSize) {
return Math.max(minSize, Math.min(goalSize, blockSize));
}
综上所述，对于MR的输入文件采用的方式是通过FileInputFormat类来进行数据的切分，在切分之前，是通过isSplitable方法来判断是否可以切分，若不能切分，则会将整个文件作为一个分片作为输入。因此，若有业务需求需要对应文件不能进行切分的话，可以将isSplitable方法方位false即可。
这里还需要注意一个问题，倘若你的文件都是小文件的话，对应的getSplits方法也不会对其进行切分的。一般情况小文件指的是其大小小于对应hadoop中HDFS的块的大小（128M）。
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