关于hadoop:深入浅出-Yarn-架构与实现62-NodeManager-状态机管理

一、简介

NodeManager（NM）中的状态机分为三类：Application、Container 和 LocalizedResource，它们均间接或者间接参加保护一个应用程序的生命周期。

• 当 NM 收到某个 Application 的第一个 container 启动命令时，它会创立一个「Application 状态机」来跟踪该应用程序在该节点的状态；
• 每个 container 都有一个独立的「container 状态机」；
• Application 运行所需资源（jar，文件等）的下载过程则由「LocalizedResource 状态机」保护和跟踪。

二、三类状态机

一）Application 状态机

NM 上的 Application 保护的信息是 RM 端 Application 信息的一个子集，这有助于对立治理节点上同一个 Application 的所有 Container（例如记录每个 Application 在该节点上运行的 Container 列表，以及杀死一个 Application 的所有 Container 等）。
实现这一性能的类是 nodemanager/containermanager/application/ApplicationImpl，它保护了一个 Application 状态机。须要留神的是，NM 上 Application 的生命周期与 RM 上 Application 的生命周期是统一的。

// 截取 ApplicationImpl 中一部分状态机的代码
  private static StateMachineFactory<ApplicationImpl, ApplicationState,
          ApplicationEventType, ApplicationEvent> stateMachineFactory =
      new StateMachineFactory<ApplicationImpl, ApplicationState,
          ApplicationEventType, ApplicationEvent>(ApplicationState.NEW)

           // Transitions from NEW state
           .addTransition(ApplicationState.NEW, ApplicationState.INITING,
               ApplicationEventType.INIT_APPLICATION, new AppInitTransition())
           .addTransition(ApplicationState.NEW, ApplicationState.NEW,
               ApplicationEventType.INIT_CONTAINER,
               INIT_CONTAINER_TRANSITION)

           // Transitions from INITING state
           .addTransition(ApplicationState.INITING, ApplicationState.INITING,
               ApplicationEventType.INIT_CONTAINER,
               INIT_CONTAINER_TRANSITION)
           .addTransition(ApplicationState.INITING,
               EnumSet.of(ApplicationState.FINISHING_CONTAINERS_WAIT,
                   ApplicationState.APPLICATION_RESOURCES_CLEANINGUP),
               ApplicationEventType.FINISH_APPLICATION,
               new AppFinishTriggeredTransition())
           .addTransition(ApplicationState.INITING, ApplicationState.INITING,
               ApplicationEventType.APPLICATION_CONTAINER_FINISHED,
               CONTAINER_DONE_TRANSITION)
           .addTransition(ApplicationState.INITING, ApplicationState.INITING,
               ApplicationEventType.APPLICATION_LOG_HANDLING_INITED,
               new AppLogInitDoneTransition())
           .addTransition(ApplicationState.INITING, ApplicationState.INITING,
               ApplicationEventType.APPLICATION_LOG_HANDLING_FAILED,
               new AppLogInitFailTransition())
           .addTransition(ApplicationState.INITING, ApplicationState.RUNNING,
               ApplicationEventType.APPLICATION_INITED,
               new AppInitDoneTransition())

上面进行具体介绍：

1、根本状态

• NEW：状态机初始状态，每个 Application 对应一个状态机，而每个状态机的初始状态均为 NEW。
• INITING：Application 处于初始化状态，即创立日志目录和工作目录，创立 AppLogAggregator 对象等。
• FINISHING_CONTAINERS_WAIT：期待回收 Container 占用的资源时所处的状态。当 Application 状态机收到 FINISH_APPLICATION 事件后，会向各个 Container 发送 KILL 命令以回收它们占用的资源。
• APPLICATION_RESOURCES_CLEANINGUP：Application 的所有 Container 占用的资源被发出后，它将处于 APPLICATION_RESOURCES_CLEANINGUP 状态。
• RUNNING：Application 初始化（实现创立日志目录和工作目录，创立 AppLog-Aggregator 等工作）实现后，将进入 RUNNING 状态。
• FINISHED：Application 将占用的各种文件资源发送给文件删除服务 DeletionService（该服务会异步删除文件，防止产生性能问题）后，进入 FINISHED 状态，示意运行实现。

2、根本事件

• INIT_APPLICATION：NM 收到来自某个 Application 的第一个 Container 后，会触发一个 INIT_APPLICATION 事件，同时使 Application 状态由初始状态 NEW 转换为 INITING。
• APPLICATION_INITED：Application 初始化实现后将触发一个 APPLICATION_INITED 事件。Application 初始化次要工作是初始化各类必须的服务组件（比方日志记录组件 LogHandler、资源状态追踪组件 LocalResourcesTrackerImpl 等），供后续 Container 应用，通常由 Application 的第一个 Container 实现。
• FINISH_APPLICATION：NodeManager 收到 ResourceManager 发送的待清理的 Application 列表后，会向这些 Application 发送一个 FINISH_APPLICATION 事件
• APPLICATION_CONTAINER_FINISHED：该 Application 的一个 Container 运行实现（可能运行失败，也可能运行胜利）后将触发一个 APPLICATION_CONTAINER_FINISHED 事件。
• APPLICATION_RESOURCES_CLEANEDUP：Application 所有 Container 占用的资源被清理实现（比方占用的长期目录）后将触发一个 APPLICATION_RESOURCES_CLEANEDUP 事件
• INIT_CONTAINER：NodeManager 收到 ApplicationMaster 通过 RPC 函数 ContainerManagementProtocol#startContainer 发送的启动 Container 的申请后，会触发一个 INIT_CONTAINER 事件。

二）Container 状态机

Container 状态机保护一个 container 运行的全副状态，蕴含 11 个状态和 10 个事件，实现类是 nodemanager/containermanager/container/ContainerImpl.java。上面是状态转化的图：

1、根本状态

• NEW：状态机初始状态，每个 Container 对应一个状态机，而每个状态机的初始状态均为 NEW。
• LOCALIZING：Container 运行之前，需从 HDFS 上下载依赖的文件资源，Container 正在下载文件时所处的状态称为 LOCALIZING。
• LOCALIZED：运行 Container 所需的文件资源曾经全副下载（缓存）到本地后，将进入该状态。
• LOCALIZATION_FAILED：因为文件损坏、磁盘损坏等起因，Container 下载资源失败（这将导致依赖该资源的所有 Container 运行失败），此时 Container 所处的状态为 LOCALIZATION_FAILED。
• RUNNING：ContainerLaunch 组件为 Container 创立工作目录和结构执行脚本，并告诉 ContainerExecutor 执行该脚本，使得 Container 进入 RUNNING 状态。
• EXITED_WITH_SUCCESS：ContainerExecutor 启动 Container 执行脚本后，阻塞直到脚本失常退出执行，此时 Container 将处于 EXITED_WITH_SUCCESS 状态。
• DONE：Container 失常退出执行后，首先需清理它占用的各种临时文件，一旦清理实现后，Container 状态将转移为实现状态 DONE。
• KILLING：Container 正在被杀死时所处的状态，通常是因为内存超量应用被监控线程杀死，或者 ResourceManager 和 ApplicationMaster 被动杀死 Container。
• EXITED_WITH_FAILURE：Container 在执行过程中异样退出后所处的状态，通常是因为 Container 外部起因导致，比方程序 bug、硬件故障等。

2、根本事件

• INIT_CONTAINER：NodeManager 收到来自 ApplicationMaster 的启动 Container 的申请，则会创立一个 Container 对象，并触发一个 INIT_CONTAINER 事件，使 Container 状态由初始状态 NEW 转换为 LOCALIZING。
• RESOURCE_LOCALIZED：Container 胜利从 HDFS 下载一种资源到本地（缓存），会触发一个 RESOURCE_LOCALIZED 事件。留神，一个 Container 可能须要下载多种资源，因而，该事件可能使 Container 维持在 LOCALIZING 状态或者进入新状态 LOCALIZED（所有资源均下载实现）。
• CONTAINER_LAUNCHED：ContainerLaunch 调用函数 ContainerExecutor#launchContainer 胜利启动后，会触发一个 CONTAINER_LAUNCHED 事件，使得 Container 从 LOCALIZED 状态转换为 CONTAINER_LAUNCHED 状态。须要留神的，因为函数 ContainerExecutor#launchContainer 是阻塞的，所以它要等到 Container 退出执行后才会退出，因而，该事件将在该函数调用之后收回。
• CONTAINER_EXITED_WITH_SUCCESS：Container 失常退出（执行 Container 实际上是执行一个 Shell 脚本，失常完结运行后会返回 0），会触发一个 CONTAINER_EXITED_WITH_SUCCESS 事件。
• CONTAINER_RESOURCES_CLEANEDUP：NodeManager 清理实现 Container 应用的各种长期目录（次要是删除分布式缓存中的长期数据），此时会触发一个 CONTAINER_RESOURCES_CLEANEDUP 事件，使得 Container 从 EXITED_WITH_SUCCESS 状态转换为 DONE 状态。
• RESOURCE_FAILED：Container 本地化过程中抛出异样，会触发一个 RESOURCE_FAILED 事件，导致 Container 失败。
• KILL_CONTAINER：在多种场景下会触发产生 KILL_CONTAINER 事件，包含 ResourceManager 要求 NodeManager 杀死一个 Container；Container 应用的内存量超过约定值，被监控线程杀死；ApplicationMaster 要求 NodeManager 杀死一个 Container（通过 RPC 函数 ContainerManagementProtocol#stopContainer）。
• CONTAINER_EXITED_WITH_FAILURE：Container 异样退出（运行过程中抛出 Throwable 异样）时，会触发一个 CONTAINER_EXITED_WITH_FAILURE 事件。

三）LocalizedResource 状态机

下载是在从 init 状态转移到 downloading 状态时，会发一个 REQUEST_RESOURCE_LOCALIZATION 事件。这个事件是会发给 ResourceLocalizationService，ResourceLocalizationService 依据资源的类型和可见性确定门路并下载他。下载是异步的（并且每个 application 对应着本人的下载线程），每个下载会对应一个 callable 的 FSDownload。
状态机如下图所示，非常简单，不再具体介绍。

三、小结

本篇文章对 NodeManager 中三类状态机进行了介绍，其次要都是保护一个应用程序的生命周期。无需强行记忆，晓得有这三类状态机，遇到问题再对应查看即可。

参考文章：
《Hadoop 技术底细：深刻解析 YARN 架构设计与实现原理》