之前分析过spark RPC的基本流程(spark RPC详解),其实无论是RPC还是Spark内部的数据(Block)传输,都依赖更底层的网络通信,本文将对spark的网络通信做一下剖析。
1,概要
对于大数据相关的基础组件(Hadoop,HBase,Spark,Kafka),网络通信部分主要有两类:Java NIO和Netty。对于Hadoop,Spark,HBase以及kafka具体使用情况如下表:
大数据组件
|
Java NIO
|
Netty
|
---|---|---|
Hadoop | ✔️ | |
Spark | ✔️ | |
HBase | ✔️(2.0之前) | ✔️(2.0之后) |
Kafka | ✔️ |
Hadoop和Kafka是基于Java NIO的,Spark之前是基于Akka,1.6之后全面改成了Netty。而HBase 2.0之前的实现是借鉴Hadoop也是基于Java NIO,2.0之后才有了Netty实现。无论是基于Netty框架还是Java NIO,网络通信的线程模型都是基于React。只不过Java NIO是显示的(从代码中可以直接看到Acceptor, Listener,Reader,Responder等相关组件),而Netty是隐形。总的来说, Netty提供了更抽象的封装,在易用性以及性能上会比Java NIO好一些(通过HBase来看,好像性能提升也不是特别明显)。
2,Spark实现
Spark网络通信实现所涉及的主要类图及之间的关系如下图所示:
要点如下:
1,TransportContext是入口,通过TransportContext可以创建TransportServer和TransportClientFactory,而TransportClientFactory可以创建TransportClient。这样负责发送数据的TransportClient和接收请求的TransportServer便创建完毕。
2,TransportClientFactory的作用不仅仅是创建TransportClient,同时它还含有一个缓存池,用来缓存到各个不同远端的TransportClient对象。如果获取不到,则基于Netty创建Bootstrap,设置相关参数,对应的Handler,最终创建TransportClient对象。
3,TransportServer和TransportClient都使用TransportContext中的initializePipeline来初始化一系列的handler。这些handler包括编解码器,以及TransportChannelHandler。TransportChannelHandler是一个处理输入消息的handler(Inbound),将根据不同的请求(RequestMessage or ResponseMessage)交由对应的handler(TransportRequestHandler or TransportResponseHandler)进行处理。
4,在以上图中,有一个非常重要的类RpcHandler。RpcHandler有很多不同的具体实现(如NettyRpcHandler主要实现基于Netty的Rpc实现,ExternalShuffleBlockHandler主要用来在External Shuffle service中发送和接收数据 )。可以看到不同的RpcHandler经过TransportContext→TransportChannelHandler→TransprotRequestHandler嵌入到上面的通信框架中,从而使得该框架能够适应不同的网络通信需求。总的来说:整体通信框架不变,但是通过RpcHandler让不同网络通信场景很好的融入了。
除此之外,网络通信过程中还涉及到了一些列的不同的消息,以及编码等,由于比较简单,不再做深入介绍。
3,小结
在以上基于Netty实现的网络通信中,应用主要的逻辑都封装在不同的handler中,然后通过层次感的handler设计便能够很快摸清楚整个网络通信的过程。