解決HBase在數據大量寫入時致使RegionServer崩潰問題

日誌報錯信息以下：

warn：hdfs.DFSClient:DFSOutputStream ResponseProcessor exception for block blk_xxxx java.net.SocketTimeoutException: 66000 millis timeout while waiting for channel to be ready for read. ch: java.nio.channels.SocketChannel

實際上，這個問題並非由Replication功能引發的，而由客戶端在數據密集寫入時超時引發的

============================如下內容來源於網絡===================================

正常狀況下DFSClient寫block數據的過程是：

1. DFSClient端 
   a）DFSOutputStream負責數據的接收和寫入，即經過DFSOutputSummer中的write方法（synchronized）得到數據，而sync（主要代碼 synchronized(this)）經過FlushBuffer創建packet後，經過enqueuePacket向dataQueue中寫入數據。 
   b）DFSOutputStream中的DataStreamer（Daemon線程），負責向DataNode發送數據，每次發送前會檢查dataQueue中是否有數據，沒有就等待。 
   c）DataStreamer創建pipeline傳輸數據時，對這個pipeline會起一個ResponseProcessor（Thread）去得到DataNode的反饋ack，並判斷是否有錯誤、進行recoverBlock等 
2. DataNode端 
   a）在每一個packet傳輸過程當中，根據創建數據傳輸的pipleLine，上游依次向下遊發送數據，下游依次向上遊發送ack。 
   b）pipeline的最後一個節點（numTarget=0），PacketResponder 會一直運行lastDatanodeRun?方法，這個方法會在ack發送完畢(ackQueue.size()=0)後約1/2個dfs.socket.timeout?時刻發送心跳包，沿着pipeline發送給client。 
3. HBase端 
  HBase端經過hlog中的writer向hdfs寫數據，每次有數據寫入，都會sync。同時，HLog中有個logSyncer，默認配置是每秒鐘調用一次sync，無論有沒有數據寫入。 


這個問題首先是因爲超時引發的，咱們先分析一下超時先後DFSClient和DataNode上發生了什麼。 
1. 問題重現 
    a）客戶端ResponseProcessor報69秒socket超時，出錯點在PipelineAck.readFields()。出錯後直接catch，標記hasError=true，closed=true。這個線程不會中止。 
    b）DataStreamer在輪詢中調用processDatanodeError對hasError=true進行處理。此時errorIndex=0（默認值），首先會拋出Recovery for Block的異常. 而後關閉blockstream，從新基於兩個節點的pipeline進行recoverBlock。 
    c）在DataNode上，processDatanodeError()關閉blockstream。這將致使pipeline中的packetResponder被interrupted和terminated。 
    d）在DataNode上，processDatanodeError()關閉blockstream，致使BlockReceiver的readNextPacket()中的readToBuf讀取不到數據，throw EOFException的異常。這個異常一直向上拋，直到DataXceiver的run中，它將致使DataXceiver停止運行，提示DataNode.dnRegistration Error。 
   e）recoverBlock會正常進行，並先在兩個節點上完成（第二個和第三個）。隨後Namenode會發現replicas數量不足，向DataNode發起transfer block的命令，這是一個異步的過程。可是在hlog檢查時，transfer頗有可能未完成，這時會報 pipeline error detected. Found 2 replicas but expecting 3 replicas。並關閉hlog。


以上就是根據日誌能夠看到的錯誤過程。 
2. 問題分析 
a)爲何會超時，爲何心跳包沒有發？ 
根據以上的分析，ResponseProcessor socket 69秒超時是致使後續一系列異常和hlog關閉的緣由。那麼爲什麼會發生socket超時？ResponseProcessor應該會在dfs.socket.timeout的1/2時間內收到HeartBeat包。 
通過打印日誌，咱們發現，DataNode上配置的dfs.socket.timeout爲180秒，而HBase調用DFSClient時採用默認配置，即60秒。所以，DFSClient認爲超時時間爲3×nodes.length+60=69秒，而DataNode端發送心跳包的timeout=1/2×180=90秒！所以，若是在沒有數據寫入的狀況下，DataNode將在90秒後發送心跳包，此時DFSClient已經socketTimeout了，並致使後續的一系列現象。 
b）爲何會在69秒內沒有新的packet發送過去呢？ 
咱們先分析一下DFSOutputStream寫數據和sync的同步關係。DFSOutputStream繼承自FSOutputSummer，DFSOutputStream接收數據是經過FSOutputSummer的write方法，這個方法是synchronized。而sync方法的flushBuffer()和enqueuePacket()，也在synchronized(this)代碼塊中。也就是說，對一個DFSOutputStream線程，若是sync和write同時調用，將發生同步等待。在HBase的場景下，sync發生的頻率很是高，sync搶到鎖的可能性很大。這樣，就頗有可能在不斷的sync，不斷的flushBuffer，可是卻沒能經過write寫入數據（被blocked了）。這就是致使超時時間內一直沒有packet發送的緣由。 

綜上，HBase業務調用的特色和DFSOutputStream的synchronized代碼塊，頗有可能69秒中沒有packet寫入。但這個時候，不該該socket超時，socket超時是這個問題的根本緣由，而socket超時的緣由是配置不一致。 


3. 問題解決 

在hdfs端和HBase端，給dfs.socket.timeout設置一個較大的值，好比300000（300秒）【注意兩處設置的值要相等】