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1 Hadoop文件系统概述

Hadoop分布式文件系统(HDFS)是Hadoop生态的核心存储组件，专为大规模数据集设计，具有高容错性和高吞吐量特性。

HDFS核心特性:

• 分布式存储：文件被分割成块(默认128MB)分布存储
• 多副本机制：每个块默认3副本，保障数据安全
• 一次写入多次读取：适合批处理场景

2 HDFS文件操作基础

2.1 常用Shell命令

命令	描述	示例
hadoop fs -ls	列出目录	hadoop fs -ls /user
hadoop fs -mkdir	创建目录	hadoop fs -mkdir /data
hadoop fs -put	上传文件	hadoop fs -put local.txt /data
hadoop fs -get	下载文件	hadoop fs -get /data/remote.txt
hadoop fs -cat	查看内容	hadoop fs -cat /data/file.txt
hadoop fs -rm	删除文件	hadoop fs -rm /data/old.txt

2.2 Java API操作简单示例

// 创建配置对象
Configuration conf = new Configuration();
FileSystem fs = FileSystem.get(conf);// 创建目录
Path dirPath = new Path("/user/hadoop/mydir");
fs.mkdirs(dirPath);// 上传文件
Path localPath = new Path("localfile.txt");
Path hdfsPath = new Path("/user/hadoop/mydir/remotefile.txt");
fs.copyFromLocalFile(localPath, hdfsPath);// 列出文件
RemoteIterator<LocatedFileStatus> files = fs.listFiles(hdfsPath, true);
while(files.hasNext()) {LocatedFileStatus file = files.next();System.out.println(file.getPath());
}

3 高级文件操作

3.1 文件合并与归档

# HAR创建命令 
hadoop archive -archiveName data.har -p /input /output

3.2 快照管理

# 启用快照功能 
hdfs dfsadmin -allowSnapshot /user/important 
# 创建快照 
hdfs dfs -createSnapshot /user/important backup

3.3 权限控制

# 设置目录权限(类似Linux) 
hadoop fs -chmod -R 755 /user/data 
hadoop fs -chown hadoop:hadoop /user/data

4 HDFS文件操作原理

4.1 文件写入流程

初始化阶段

• 客户端首先向NameNode发起创建文件请求
• NameNode响应并返回一组适合存储数据的DataNode列表

数据传输阶段

• 客户端与第一个DataNode建立管道式数据传输连接
• 数据块按照流水线方式依次复制到多个DataNode
• 数据沿管道反向确认，确保所有副本写入成功

完成阶段

• 最终由主DataNode向客户端返回写入确认
• 客户端通知NameNode完成文件关闭操作

4.2 文件读取流程

5 性能优化技巧

5.1 小文件处理方案

方案	优点	缺点
HAR归档	减少NameNode负载	仍需解压访问
SequenceFile	支持键值对存储	需定制读取逻辑
CombineFileInputFormat	MapReduce优化	仅限MR作业

5.2 压缩算法选择

6 故障排查指南

6.1 常见问题及解决方案

• 文件无法删除

# 强制删除 
hadoop fs -rm -f /data/file 
# 检查权限 
hadoop fs -ls -d /data/path

• 空间不足

# 检查配额 
hdfs dfs -count -q /data 
# 清理回收站 
hadoop fs -expunge

• 块损坏恢复

# 检查损坏块 
hdfs fsck / -list-corruptfileblocks 
# 删除损坏块 
hdfs fsck / -delete