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前言

HDFS NameNode（NN）在处理大量数据时面临着扩展性问题。其内部设计使用全局单一锁进行控制，在处理大量节点时导致性能瓶颈。针对这一问题，社区提出了基于Namespace的内部partition方案，以实现细粒度锁的拆分，进而优化扩展性。

HDFS NN的现有请求处理模式

HDFS NN的工作原理是使用一个大型的命名空间和全局锁进行元数据控制。任何写操作都需要获取全局锁，导致并发处理能力有限。尽管如此，当操作的数据文件无关时，仍可允许并发处理，避免不必要的锁控制。

基于Namespace的内部partition细粒度锁

为了解决全局锁的效率问题，提出了将Namespace划分为多个partition的方案。每个partition独立管理元数据，内部使用细粒度锁进行控制，进而支持并发操作。 - **partition标准**：可选择文件路径或INodeId作为划分依据。 - **INodeId划分**：使用ppId、pId和selfId作为键，确保相关文件目录分布在同一partition内。这种划分方式具有可扩展性和稳定性，且避免了路径重命名带来的问题。

NN新锁结构的调整

为支持细粒度锁，NN内部存储结构进行了优化： - 引入RangeMap存储结构，映射PartitionId到GSet。 - 每个GSet配备独立锁，确保线程安全。 - RangeMap本身也需线程安全锁，控制其操作流程。这种设计在不改变原有元数据结构的前提下，显著提升了锁粒度和扩展性。

总结

通过基于Namespace的内部partition和细粒度锁控制，HDFS NN的扩展性得到了显著提升。这种方案不仅保持了原有结构的简单性，还在锁粒度和性能上实现了优化。

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