HDFS提供了一个高效的缓存加速机制——Centralized Cache Management,可以将一些经常被读取的文件(例如Hive中的fact表)pin到内存中。这些DataNode的缓存也是由NameNode所管理的(NameNode所管理的cache依然是以block形式,而DataNode也会定期向NameNode汇报缓存状态),而客户端可以高效得读取被缓存的数据块;为了能锁定内存,该实现依赖于JNI使用libhadoop.so,所以POSIX资源限制也要进行相应的设置(ulimit -l),并确保下面的参数被设置。
dfs.datanode.max.locked.memory
该参数用于确定每个DataNode给缓存使用的最大内存量。设置这个参数和ulimit -l时,需要注意内存空间还需要一些内存用于做其他事情,比如,DataNode和应用程序JVM堆内存、以及操作系统的页缓存,以及计算框架的任务。所以不要使用太高的内存百分比。
下面是可选参数,可用于调优:
dfs.namenode.path.based.cache.refresh.interval.ms
NameNode会使用该参数作为两次子路径缓存重复扫描的时间间隔,单位为毫秒。使用该参数来计算要缓存的块,以及每个DataNode包含一个应该被缓存的块的副本。默认为300000ms(5分钟)
dfs.datanode.fsdatasetcache.max.threads.per.volume
DataNode会使用这个参数作为用于缓存新数据的每个卷的最大线程数。默认为4.
dfs.cachereport.intervalMsec
DataNode会使用该参数作为两次发送给NameNode的缓存状态报告的时间间隔。单位为毫秒。默认为10000ms(10秒)
dfs.namenode.path.based.cache.block.map.allocation.percent
分配给缓存块映射占Java堆内存的百分比。缓存块映射是一个使用hash链接的hash映射。太小的映射空间会导致缓存块太大时访问太过缓慢,而大的映射空间会消耗更多内存。默认为0.25(0.25%)
缓存指令(Cache Directive):一个指令(directive)是一个缓存的path,它可以是目录(仅包含该目录下的文件,不包含子目录),也可以是文件;指令(Directive)有一个参数replication,表示该path被缓存的副本数;另外,可以对一个文件进行多次缓存。
缓存池(cache pool)是一个管理实体,拥有类UNIX的权限,可以限制哪个用户和组可以访问该缓存池。写权限允许用户向缓存池添加或从中删除缓存指令(directive) 。读权限允许用户列出缓存池内的缓存指令,还有其他元数据。执行权限不能被使用。缓存池也可以添加资源管理。它可以强加一个最大限制值,可以限制写入缓存池中的指令的字节数。通常,缓存池限制值之和约等于为HDFS在集群中做缓存而保留的总内存量。从缓存池中也可以获得许多统计信息,用于集群用户决定应该缓存什么。缓存池也可以强加一个TTL最大值(time to live)。缓存指令由一个唯一的无重复的64位整数ID来标识。即使缓存指令后来被删除了,ID也不会重复使用。而缓存池由一个唯一的字符串名称来标识。
1. 缓存命令
(1). addDirective:添加指令
hdfs cacheadmin -addDirective -path path -pool pool-name [-force] [-replication replication] [-ttl time-to-live]
-path 添加的路径
-pool 加入的缓冲池名称
-force 不检查缓存池的资源限制
-replication 要使用的副本数,默认为1
-ttl 缓存指令可以保持多长时间。可以按照分钟,小时,天来指定,如30m,4h,2d。有效单位为[smhd]。“never”表示永不过期的指令。如果未指定该值,那么,缓存指令就不会过期。
(2). removeDirective:通过id删除指令
hdfs cacheadmin -removeDirective id
(3). removeDirectives:删除执行path下所有缓存命令
hdfs cacheadmin -removeDirective path
(4). listDirectives:显示某一路径下的缓存信息
hdfs cacheadmin -listDirectives [-stats] [-path path] [-pool pool]
-stats 显示 列出基于path的缓存指令统计信息。
2. 缓存池命令
(1). 添加/修改缓存池:addPool/modifyPool
hdfs cacheadmin -addPool name [-owner owner] [-group group] [-mode mode] [-limit limit] [-maxTtl maxTtl]
hdfs cacheadmin -modifyPool name [-owner owner] [-group group] [-mode mode] [-limit limit] [-maxTtl maxTtl]
其中,
-owner/group是该pool的属主/组,默认为当前用户
-mode是POSIX风格权限,默认为0755
-limit为该pool中可以缓存的最大字节数,默认没有限制
-maxTtl 最大的生存期,可以是120s, 30m, 4h, 2d等。
(2). 移除缓冲池:removePool
hdfs cacheadmin -removePool name
(3). 列出缓冲池:listPools
hdfs cacheadmin -listPools [-stats] [name]
-stats为显示统计信息
3. 命令实战
当前参数设置:
#创建缓存组,默认为cache_data
hdfs cacheadmin -addPool cache_data -mode 0777
Successfully added cache pool cache_data.
#生成一个1GB大小的文件
dd if=/dev/zero of=/tmp/test.zero bs=1M count=1024
+0 records in
+0 records out
24 bytes (1.1 GB) copied, 1.25545 s, 855 MB/s
hdfs dfs -put /tmp/test.zero /data
#生成缓存指令
hdfs cacheadmin -addDirective -path /data -pool cache_data -ttl 1d
Added cache directive 1
#显示缓存池的信息
hdfs cacheadmin -listPools -stats cache_data
Found 1 result.
NAME OWNER GROUP MODE LIMIT MAXTTL BYTES_NEEDED BYTES_CACHED BYTES_OVERLIMIT FILES_NEEDED FILES_CACHED
cache_data hdfs hdfs rwxrwxrwx unlimited never 1073741824 1073741824 0 1 1
#统计信息,显示EXP Date
hdfs cacheadmin -listDirectives -path /data
Found 1 entry
ID POOL REPL EXPIRY PATH
cache_data 1 2014-12-22T15:38:31+0800 /data
#删除缓存指令和缓存池
hdfs cacheadmin -removeDirectives -path /data
Removed cache directive 1
Removed every cache directive with path /data
hdfs cacheadmin -removePool cache_data
Successfully removed cache pool cache_data.
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