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天天热资讯!HDFS小文件治理总结,你学会了吗?

发稿时间:2023-06-08 09:45:47 来源: 涤生大数据

随着大数据时代的到来,数据量不断增长,HDFS也成为了数据存储和处理的重要组成部分。然而,由于HDFS的设计原理和文件存储方式,HDFS系统中存在大量的小文件,这些小文件会导致HDFS的性能下降,增加管理和维护的难度,严重影响数据处理效率和数据质量。因此,HDFS小文件的治理变得越来越重要。

一、HDFS小文件的问题影响

HDFS小文件通常指文件大小小于HDFS块(Block)大小(默认为128MB)的文件。在HDFS系统中,小文件会带来以下问题:


(相关资料图)

1.占用过多的存储空间:由于HDFS文件系统的特点,每个文件都会占用一个独立的Block,因此大量的小文件会导致内存空间的浪费,增加HDFS系统的内存开销;

2.影响数据处理效率:HDFS是为大量的数据处理而设计的,而小文件会导致数据处理效率下降,增加数据处理时间和开销;

3.增加管理和维护难度:当HDFS系统中存在大量的小文件时,管理和维护变得更加困难,需要耗费更多的精力和时间来维护系统。

二、HDFS小文件的治理方法

针对HDFS小文件的问题,有以下几种治理方法:

1.合并小文件:将多个小文件合并为一个大文件,减少文件数量。这种方法需要注意文件的内容和格式,以免合并后的文件无法使用或者存在数据丢失等问题;

2.压缩文件:将多个小文件压缩为一个压缩包,减少存储空间。这种方法可以使用Hadoop自带的压缩工具,如gzip、bzip2等;

3.删除无用文件:删除不再需要的小文件,释放存储空间;

4.设置文件过期时间:对于不再需要的文件,可以设置其过期时间,自动删除过期文件;

5.使用SequenceFile:使用Hadoop自带的SequenceFile格式存储小文件,将多个小文件合并到一个SequenceFile中,以减少文件数量,提高处理效率。

3、HDFS小文件治理的实践案例

以下是一些HDFS小文件治理的实践案例:

1.合并小文件:对于日志文件等大量的小文件,可以使用Hadoop自带的合并工具将多个小文件合并为一个大文件。下面是通过hive的重写方式合并小文件,核心参数如下;

set hive.input.format = org.apache.hadoop.hive.ql.io.CombineHiveInputFormat;set hive.merge.mapfiles = true;set hive.merge.mapredfiles = true;set hive.merge.smallfiles.avgsize=256000000;set hive.merge.size.per.task=12800000;set mapred.max.split.size=256000000;set mapred.min.split.size=64000000;set mapred.min.split.size.per.node=64000000;set mapred.min.split.size.per.rack=64000000;

2.压缩文件:对于大量的小文件,可以使用压缩工具将多个小文件压缩为一个压缩包,以减少存储空间。例如,使用gzip或bzip2压缩工具压缩文件,在HDFS上存储压缩文件,以减少存储空间和文件数量;

3.删除无用文件:对于不再需要的小文件,可以使用Hadoop自带的命令hadoop fs -rm命令删除文件,或者使用定时任务脚本定期删除过期文件;

4.设置文件过期时间:使用hadoop fs -touchz命令设置文件的过期时间,当文件过期后,自动删除文件。例如,使用hadoop fs -touchz命令设置文件的过期时间为30天,当文件超过30天未被访问时,自动删除文件;

5.使用SequenceFile:对于大量的小文件,可以使用SequenceFile格式存储文件,将多个小文件合并成一个SequenceFile文件。例如,使用Hadoop自带的SequenceFile.Writer类将多个小文件写入SequenceFile文件中,以减少存储空间和文件数量。

4、HDFS小文件监控

HDFS的fsimage是HDFS文件系统的一个重要组成部分,记录了HDFS文件系统的元数据信息,包括文件、目录、权限、块等信息。通过监控HDFS的fsimage,可以了解HDFS文件系统的整体情况,包括文件数量、文件大小、文件类型等信息,进而实现对HDFS小文件的监控和治理。

具体来说,可以通过以下步骤对HDFS小文件进行监控:

1.获取HDFS的fsimage:使用Hadoop自带的命令hdfs oiv -p XML -i fsimage命令获取HDFS的fsimage文件。该命令会将HDFS的fsimage文件以XML格式输出,包括HDFS中所有文件和目录的元数据信息;

2.解析fsimage文件:使用Python等脚本语言解析获取到的fsimage文件,提取其中的文件、目录、块等信息。可以使用Python的ElementTree模块等工具对XML文件进行解析,提取需要的信息;

3.统计文件数量和文件大小:根据解析后的文件信息,统计HDFS中小文件的数量和大小。通常可以根据文件大小和文件数量的阈值来定义小文件,例如文件大小小于128MB或文件数量小于1000个等;

4.可视化展示:使用可视化工具,如Grafana、Kibana等将统计结果进行可视化展示,以便于对HDFS小文件的监控和管理。

5、HDFS小文件监控案例

下面是解析HDFS的fsimage文件,导入hive表进行分析得到最终结果表导入clickhouse通过grafana进行数据展示;

解析fsimage文件为txt文件:

hdfs oiv -i  fsimage_0000000192578352133 -o /data2/data/fsimage/$day/fsimage.txt -p Delimited -t /data2/data/fsimage/$day/tmp

fsimage文件重要的字段释义:

INODE_ID:文件或目录的唯一标识符;NAME:文件或目录的名称;PARENT_ID:父目录的INODE_ID;MODIFICATION_TIME:最后修改时间;ACCESS_TIME:最后访问时间;BLOCK_IDS:文件的数据块ID列表;BLOCK_SIZE:数据块大小;NUM_BLOCKS:数据块数量;PERMISSIONS:文件或目录的权限信息;USER_NAME:文件或目录所属用户;GROUP_NAME:文件或目录所属用户组;SYMLINK:如果是符号链接,则包含符号链接的目标路径;UNDER_CONSTRUCTION:如果文件正在写入中,则为true;UNDER_RECOVERY:如果文件正在恢复中,则为true;FILE_LENGTH:文件长度;NS_QUOTA:命名空间配额;DS_QUOTA:磁盘配额;STORAGE_POLICY:存储策略。

下面是基于解析后的文件映射到hive表最终处理后的数据表和最终数据样例:

CREATE TABLE `tmp_fsimage_info_log_clean`(  `path` string,   `replication` int,   `db` string,   `table_name` string,   `parttition_nm1` string,   `parttition_nm2` string,   `parttition_nm3` string,   `file_name` string,   `modificationtime` string,   `accesstime` string,   `preferredblocksize_mb` decimal(20,5),   `blockscount` int,   `filesize_mb` decimal(20,5),   `filesize_gb` decimal(20,5),   `username` string,   `groupname` string)PARTITIONED BY (   `stat_day` string COMMENT "分区时间:yyyy-mm-dd")ROW FORMAT SERDE   "org.apache.hadoop.hive.ql.io.orc.OrcSerde" STORED AS INPUTFORMAT   "org.apache.hadoop.hive.ql.io.orc.OrcInputFormat" OUTPUTFORMAT   "org.apache.hadoop.hive.ql.io.orc.OrcOutputFormat"

同步hive数据到CK的工具使用的是seatunnel,下面贴一份相关的配置文件:

env {  spark.app.name = "hive_to_clickhouse"  spark.executor.instances = 10  spark.executor.cores = 4  spark.executor.memory = "12g"}source {  file {    path = "hdfs://ds01:8020/user/hive/warehouse/paas_test.db/db_table_file_all/stat_day="${day}""       result_table_name = "db_table_file_all"    format = "orc"  }}transform { sql {    sql = "SELECT  ""${dayStr}"" as stat_day, _col0 as db, _col1 as table_name,_col2 as sum_filesize,_col3 as count_filesize,_col4 as count_filesize_less_10,_col5 as count_filesize_less_50,_col6 as count_filesize_less_150,_col7 as count_filesize_less_250,_col8 as count_filesize_less_300,_col9 as count_filesize_less_10_diff,_col10 as count_filesize_less_50_diff,_col11  as count_filesize_less_150_diff,_col12 as count_filesize_less_250_diff,_col13 as count_filesize_less_300_diff,_col14 as table_storage_increase,_col15 as count_filesize_diff,_col16 as latest_accesstime  from db_table_file_all" }}sink {  clickhouse {    host = "ds03:8123"    clickhouse.socket_timeout = 50000    database = "fsimage_info"    table = "db_table_file_all"    fields = ["db","table_name","sum_filesize","count_filesize","count_filesize_less_10","count_filesize_less_50","count_filesize_less_150","count_filesize_less_250","count_filesize_less_300","count_filesize_less_10_diff","count_filesize_less_50_diff","count_filesize_less_150_diff","count_filesize_less_250_diff","count_filesize_less_300_diff","table_storage_increase","count_filesize_diff","latest_accesstime","stat_day"]    username = ""    password = ""  }}

最终展示在grafana中效果:

本文转载自微信公众号「涤生大数据」,作者「涤生-强哥」,可以通过以下二维码关注。转载本文请联系「涤生大数据」公众号。

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