一、开篇
Hadoop分布式文件系统(HDFS)是Hadoop大数据生态最底层的数据存储设施。因其具备了海量数据分布式存储能力，针对不同批处理业务的大吞吐数据计算承载力，使其综合复杂度要远远高于其他数据存储系统。
因此对Hadoop分布式文件系统(HDFS)的深入研究，了解其架构特征、读写流程、分区模式、高可用思想、数据存储规划等知识，对学习大数据技术大有裨益，尤其是面临开发生产环境时，能做到胸中有数。
本文重点从客户端读取HDFS数据的角度切入，通过Hadoop源代码跟踪手段，层层拨开，渐渐深入Hadoop机制内部，使其读取流程逐渐明朗化。
二、HDFS数据读取整体架构流程
客户端向hdfs namenode节点发送Path文件路径的数据访问的请求
Namenode会根据文件路径收集所有数据块(block)的位置信息，并根据数据块在文件中的先后顺序，按次序组成数据块定位集合(located blocks)，回应给客户端
客户端拿到数据块定位集合后，创建HDFS输入流，定位第一个数据块所在的位置，并读取datanode的数据流。之后根据读取偏移量定位下一个datanode并创建新的数据块读取数据流，以此类推，完成对HDFS文件的整个读取。
1. 首先我们先从一个hdfs-site.xml配置看起
dfs.client.failover.proxy.provider.fszx
org.apache.hadoop.hdfs.server.namenode.ha.
ConfiguredFailoverProxyProvider
配置中定义了namenode代理的提供者为ConfiguredFailoverProxyProvider。什么叫namenode代理？其实本质上就是连接namenode服务的客户端网络通讯对象，用于客户端和namenode服务端的交流。2. 分析ConfiguredFailoverProxyProvider
上图是ConfiguredFailoverProxyProvider的继承关系，顶端接口是FailoverProxyProvider，它包含了一段代码:/**
* Get the proxy object which should be used until the next failover event
* occurs.
* @return the proxy object to invoke methods upon
*/
public ProxyInfo getProxy();
这个方法返回的ProxyInfo就是namenode代理对象，当然客户端获取的ProxyInfo整个过程非常复杂，甚至还用到了动态代理，但本质上就是通过此接口拿到了namenode代理。3. 此时类关系演化成如下图所示：
上图ProxyInfo就是namenode的代理类，继承的子类NNProxyInfo就是具体指定是高可用代理类。4. 那么费了这么大劲搞清楚的namenode代理，它的作用在哪里呢？
这就需要关注一个极为重要的对象DFSClient了，它是所有客户端向HDFS发起输入输出流的起点，如下图所示：
上图实线代表了真实的调用过程，虚线代表了对象之间的间接关系。我们可以看到DFSClient是一个关键角色，它由分布式文件系统对象(DistributeFileSystem)初始化，并在初始化中调用NameNodeProxiesClient等一系列操作，实现了高可用NNproxyInfo对象创建，也就是namenode代理，并最终作为DFSClient对象的一个成员，在创建数据流等过程中使用。(二) 读取文件流的深入源代码探索1. 首先方法一样，先找一个切入口。建立从HDFS下载文件到本地的一个简单场景，以下是代码片段
……
//打开HDFS文件输入流
input = fileSystem.open(new Path(hdfs_file_path));
//创建本地文件输出流
output = new FileOutputStream(local_file_path);
//通过IOUtils工具实现数据流字节循环复制
IOUtils.copyBytes(input, output, 4096, true);
……
咱们再看看IOUtils的一段文件流读写的方法代码。/**
* Copies from one stream to another.
*
* @param in InputStrem to read from
* @param out OutputStream to write to
* @param buffSize the size of the buffer
*/
public static void copyBytes(InputStream in, OutputStream out, int buffSize)
throws IOException {
PrintStream ps = out instanceof PrintStream ?
(PrintStream)out : null;
byte buf[] = new byte[buffSize];
int bytesRead = in.read(buf);
while (bytesRead >= 0) {
out.write(buf, 0, bytesRead);
if ((ps != null) && ps.checkError()) {
throw new IOException("
Unable to write to output stream.");
}
bytesRead = in.read(buf);
}
}
这段代码是个标准的循环读取HDFS InputStream数据流，然后向本地文件OutputStream输出流写数据的过程。我们的目标是深入到HDFS InputStream数据流的创建和使用过程。
2. 接下来我们开始分析InputStream的产生过程，如下图所示：
上图实线代表了真实的调用过程，虚线代表了对象之间的间接关系。其代码内部结构极为复杂，我用此图用最简化的方式让我们能快速的理解清楚他的原理。我来简单讲解一下这个过程：第一步
第二步
第三步
3. 最后我们再深入到数据块读取机制的源代码上看看，如下图所示：
上图实线代表了真实的调用过程，虚线代表了对象之间的间接关系。实际的代码逻辑比较复杂，此图也是尽量简化展现，方便我们理解。一样的，我来简单讲解一下这个过程：第一步
第二步
第三步
