HDFS 客户端读写超时时间解析

九州暮云

发布于 2020-10-29 12:42:06

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发布于 2020-10-29 12:42:06

文章被收录于专栏：九州牧云

背景

前段我们Hadoop集群磁盘使用率比较高，部分硬盘空间使用超过了70%，这部分服务器的DataNode服务读写负载就比较高，造成部分数据同步任务因为读写超时而失败。具体场景和异常跟这篇博客里描述的很像。

DFSClient客户端与HDFS交互进行数据读写，需要从NameNode拿到元数据信息，再和DataNode交互，因此，超时时间也同时涉及这两个服务。以下分别是客户端与这两个服务交互的超时时间的解析。

客户端与NameNode超时时间

客户端与NameNode的操作超时时间由以下两个配置控制：

ipc.client.ping：默认值是true。当配置为true时，客户端会尽力等待服务端响应，定期发送ping消息，使得连接不会因为tcp timeout而断开。当配置为false时，客户端会使用配置项ipc.ping.interval对应的值，作为timeout时间，在该时间内没有得到响应，即会超时。
ipc.ping.interval：以毫秒为单位，默认值是1分钟。当ipc.client.ping配置为true时，表示发送ping消息的周期。当ipc.client.ping设置为false时，表示连接的超时时间。

当NameNode节点处于满负载、NameNode所在节点的CPU 100%耗尽时，导致NameNode无法响应，对于新连接到该NameNode的HDFS客户端，能够主备切换连接到另一个NameNode，进行正常的操作，而对于已经连接到该NameNode节点的HDFS客户端可能会卡住，无法进行下一步操作。

HDFS客户端到NameNode的RPC连接存在keep alive机制，保持连接不会超时，尽力等待服务器的响应，因此导致已经连接的HDFS客户端的操作会卡住。

对于已经卡住的HDFS客户端，可以进行如下操作：

等待NameNode响应，一旦NameNode所在节点的CPU利用率回落，NameNode可以重新获得CPU资源时，HDFS客户端即可得到响应。
如果无法等待更长时间，需要重启HDFS客户端所在的应用程序进程，使得HDFS客户端重新连接空闲的NameNode。

为了避免该问题出现，在上述问题场景下，可以在客户端的配置文件core-site.xml中做如下配置：

将ipc.client.ping配置为false，让客户端会使用配置项ipc.ping.interval对应的值，作为timeout时间，在该时间内没有得到响应，即会超时
将ipc.ping.interval配置一个较大的超时时间，避免服务繁忙时的超时，建议配置为900000，单位为ms

客户端与DataNode读写超时时间

DataNode的读写超时时间由以下两个配置控制：

读超时时间：dfs.client.socket-timeout。默认值1分钟。
写超时时间：dfs.datanode.socket.write.timeout。默认8分钟。

以上配置是在HDFS客户端进行设置，它们的默认值在org.apache.hadoop.hdfs.server.common.HdfsServerConstants类里：

// Timeouts for communicating with DataNode for streaming writes/reads
  // DataNode读写超时时间
  public static final int READ_TIMEOUT = 60 * 1000;
  public static final int READ_TIMEOUT_EXTENSION = 5 * 1000;
  public static final int WRITE_TIMEOUT = 8 * 60 * 1000;
  public static final int WRITE_TIMEOUT_EXTENSION = 5 * 1000; //for write pipeline

DataNode读写超时的时间是跟DataNode的数量有关的，最终是根据DataNode的数量确定读写超时时间，计算方式是以读写超时时间的值乘以节点的数量，逻辑在org.apache.hadoop.hdfs.DFSClient类里：

/**
 * Return the timeout that clients should use when writing to datanodes.
 * @param numNodes the number of nodes in the pipeline. 管道中节点的数量
 */
int getDatanodeWriteTimeout(int numNodes) {
  return (dfsClientConf.confTime > 0) ?
    (dfsClientConf.confTime + HdfsServerConstants.WRITE_TIMEOUT_EXTENSION * numNodes) : 0;
}

int getDatanodeReadTimeout(int numNodes) {
  return dfsClientConf.socketTimeout > 0 ?
      (HdfsServerConstants.READ_TIMEOUT_EXTENSION * numNodes +
          dfsClientConf.socketTimeout) : 0;
}