INodeReference机制

在hdfs2.6版本中，引入了许多新的功能，一些原有的源代码设计也有一定的改造。一个重要的更新就是引入了快照功能。但是当HDFS文件或者目录处于某个快照中，并且这个文件或者目录被重命名或者移动到其他路径时，该文件或者目录就会存在多条访问路径。INodeReference就是为了解决这个问题产生的。

问题描述

/a是hdfs中的一个普通目录，s0为/a的一个快照，在/a目录下有一个文件test。根据快照的定义，我们可以通过/a/test以及/a/snapshot/s0/test访问test文件。

但是当用户将/a/test文件重命名成/x/test1时，通过快照路径/a/snapshot/s0/test将无法访问test文件，这种情况是不符合快照规范的。

引入INodeReference

为了解决上述问题，hdfs引入了INodeReference类。图1-1给出了INodeReference的继承关系图。这里的WithName,WithCoount,DstReference都是INodeReference的子类，同时也是INodeReference的内部类。WithName对象用于替代重命名操作前源路径中的INode对象，DstReference对象则用于替代重命名操作后目标路径中的INode对象，WithName和DstReference共同指向了一个WithCount对象，WithCount对象则指向了文件系统目录树中真正的INode对象。

图1

INodeReference代码实现

INodeReference是一个抽象类，它拓展自INode类，所以INodeReference及其子类是可以添加到文件系统目录树中以替代原有的INodeFile节点的。INodeReference定义了referred字段，这个字段用于保存当前INodeReference类指向的INode节点，所以WithName和RstReference，referred字段就指向了WithCount对象，对于WithCount，referred指向了真正的INode对象。INodeReference还定义了getReferredINode()方法，在文件系统目录树的操作中，如果判断当前节点是一个引用节点，则会调用getReferredINode()方法获取INodeReference指向的INode对象。

public abstract class INodeReference extends INode {
    private INode referred;//指向的INode节点
    public INodeReference(INode parent,INode referred){
        super(parent);
        this.referred = referred;
    }
    public final INode getReferredINode() {  //获取指向的INode节点
        return referred;
    }
    public final void setReferredINode(INode referred) {
        this.referred = referred;
    }
    //...
}

然后，我们在来看看WithCount类的实现。

WithCount类定义了一个集合字段withNameList用于保存所有指向这个WithCount对象的WithName对象集合。WithCount类还定义了addReference()方法，任何指向WithCount对象的WithName对象以及DstReference对象都需要调用这个方法来添加指向关系。对于指向这个WithCount对象的DstReference对象，addReference()方法会将这个对象设置为自己的父INode节点；而对于WithName对象，addReference()方法则将这个对象放入withNameList集合中保存。

public static class WithCount extends INodeReference {
    //保存所有指向这个WithCount对象的WithName对象的集合
    private final List<WithName> withNameList = new ArrayList<WithName>();
     
    public WithCount(INodeReference parent,INode referred) {
        super(parent,referred); //调用父类的构造方法，指向文件系统目录树中的INode
        Preconditions.checkArgument(!referred.isReference());
        refferred.setParentReferenct(this); //设置真实INode的父节点为当前WithCount对象
    }
     
    public void addReferenct(INodeReference ref){
        if ( ref instanceof WithName) { //如果是WithName对象，则加入withNameList
            WithName refWithName = (WithName) ref;
            int i = Collections.binarySearch(withNameList, refWithName,WITHNAME_COMPARATOR)；
            Preconditions.checkState(i<0);
            withNameList.add(-i-1,refWithName);
        } else if (ref instanceof DstReference) { //如果是DstReference对象，则设置为父节点
            setParentReference(ref);
        }
    }
    //...
}

看完WithCount后，在看看WithName和DstReference。WithName类定义了name字段用于保存重命名前文件的名称，同事定义了lastSnapshotId字段用于保存WithName对象构造时源路径的快照版本号。DstReference类的实现就更简单了，只定义了一个dstSnapshotId字段用于保存重命名操作前目标路径的最新快照的版本号。WithName和DstReference在构造时都会调用父类的构造方法指向WithCount对象，同时还会调用WithCount.addReference()方法配置WithCount对象。

public static class WithName extend INodeReference {
    private final byte[] name;//重命名前的文件名
    private final int lastSnapshotId;
    public WithName(INodeDirectory parent,WithCount referred,bytep[] name,int lastSnapshotId){
        super(parent,referred); //调用父类构造方法，指向WithCount节点
        this.name = name;
        this.lastSnapshotId = lastSnapshotId;
        referred.addReferenct(this); //调用WithCount.addReferenct()
     }
     //...
}
 
public static class DstReference extends INodeReference {
    private final int dstSnapshotId;
    public DstReference (INodeDirectory parent,WithCount referred,final int dstSnapshotId){
    super(parent,referred);
    this.lastSnapshotId = lastSnapshotId;
    referred.addReferenct(this); //调用WithCount.addReferenct()
  }
  //..
}

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