IDEA使用HDFS的JavaApi

注：以下代码操作是利用junit在java测试文件夹中实现。

1. 准备工作

1.1 创建测试类

创建测试类，并定义基本变量

public class HDFSJAVAAPI {
    // 定义后续会用到的基本变量
    public final String HDFS_PATH = "hdfs://hadoop00/";
    Configuration conf = null;
    FileSystem fs = null;
}

1.2 定义资源初始化方法

注释@Before的作用是在后续每次测试方法之前先执行此方法，进行资源初始化。

    @Before
    // 用于初始化HDFS配置，执行打开资源的操作
    public void Init() throws Exception {
        System.out.println("打开资源初始化完成！");

        // 如果是无参构造函数，那么将加载默认的配置文件
        conf = new Configuration();
        //获取FileSystem实例
        //对于文件的操作都会在 hdfs://user/root/ 文件夹下进行
        fileSystem = FileSystem.get(URI.create(HDFS_PATH), conf, "root");
        
    }

1）关于Configuration

Hadoop使用org.apache.hadoop.conf.Configuration处理配置信息。这个类是作业的配置信息类，任何作用的配置信息必须通过Configuration传递，因为通过Configuration可以实现在多个mapper和多个reducer任务之间共享信息。

Configuration对象封装了客户端或服务器的配置，通过设置配置文件读取类路径来实现（如 etc/hadoop/core-site.xml）。

2）关于FileSystem

FileSystem是一个通用的文件系统API，这里使用的文件系统是HDFS，获取FileSystem实例有下面这几个静态方法。

public static FileSystem get(Configuration conf) throws IOException
public static FileSystem get(URI uri, Configuration conf) throws IOException
public static FileSystem get(URI uri, Configuration conf, String )

• 第一个方法返回的是默认文件系统（在core-site.xml中指定的，如果没有指定，则使用默认的本地文件系统）。
• 第二个方法通过给定的URI方案和权限来确定要使用的文件系统，如果给定URI中没有指定方案，则默认返回文件系统。
• 第三个方法作为给定用户来访问文件系统，对安全来说至关重要。

1.3 定义资源关闭方法

注释@After的作用是每次测试完成一个方法后都执行此操作，将资源关闭。

@After
// 用于关闭资源
public void Shot() throws Exception {
    // 将对象都置空
    fs = null;
    conf = null;
    System.out.println("资源已关闭！");
}

2. 利用Java操作HDFS

2.1 创建目录

@Test
public void mkdir() throws Exception {
    fs.mkdirs(new Path("HDFSAPI/test"));
}

执行结果：

1）FileSystem实例提供了创建目录的方法：

public boolean mkdirs(Path f) throws IOException

这个方法可以一次性创建所有必要但还没有的父目录，就像java.io.File类的mkdirs()方法。如果目录（以及所有父目录）都已经创建成功，则返回true。

注：因为指定了用户root所以新键的文件夹默认放在/user/root/下

2.2 上传本地文件到HDFS

    public void copyFromLocalFile() throws Exception {
        Path src = new Path("D:\\天\\Documents\\文本文件\\登岳阳楼.txt");
        Path dst = new Path("hdfs://hadoop00:9000/user/root/HDFSAPI/test/");
        fs.copyFromLocalFile(src, dst);
    }

执行结果：

2.3 读取文件

    @Test
    public void readFile() {
        FSDataInputStream in = null;
        try {
            in = fs.open(new Path("hdfs://hadoop00:9000/user/root/HDFSAPI/test/登岳阳楼.txt"));
            IOUtils.copyBytes(in, System.out, 4096, false);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            IOUtils.closeStream(in);
        }
    }

执行结果：

1）FSDataInputStream对象：

FileSystem对象中的open()方法返回的是FSDataInputStream对象，而不是标准的java.io类对象。这个类是继承了java.io.DataInputStream的一个特殊类，并支持随机访问，由此可以从流的任意位置读取数据。

package org.apache.hadoop.fs;

public class FSDataInputStream extends DataInputStream implements Seekable, PositionedReadable{
}

Seekabel接口支持在文件中找到指定位置，并提供一个查询当前位置相对于文件起始位置偏移量（getPos()）的查询方法：

public interface Seekable {
    void seek(long pos) throws IOException;
    long getPos() throws IOException;
}

调用seek()来定位大于文件长度的位置会引发IOException异常。与java.io.InputStream的skip()不同，seek()可以移到文件中的任意一个绝对位置，skip()则只能相对于当前位置定位到一个新位置。

// 使用seek()方法，将HDFS中的一个文件在标准输出上显示两次
    @Test
    public void readFileTwice() {
        FSDataInputStream in = null;
        try {
            in = fs.open(new Path("hdfs://hadoop00:9000/user/root/HDFSAPI/test/登岳阳楼.txt"));
            IOUtils.copyBytes(in, System.out, 4096, false);
            in.seek(0); //回到文件的开头
            IOUtils.copyBytes(in, System.out, 4096, false);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            IOUtils.closeStream(in);
        }
    }

执行结果：

2.4 重命名文件

@Test
public void rename() throws Exception {
    Path oldPath = new Path("hdfs://hadoop00:9000/user/root/HDFSAPI/test/登岳阳楼.txt");
    Path newPath = new Path("hdfs://hadoop00:9000/user/root/HDFSAPI/test/ClimbingTheYueyangTower.txt");
    System.out.println(fs.rename(oldPath, newPath));
}

执行结果：

1）FileSystem实例提供了重命名文件的方法：

public boolean rename(oldPath f1, newPath f2)

2.5 创建文件

@Test
public void create() throws Exception {
    //FSDataOutputStream类是Hadoop对于写操作提供的一个类，这个类重载了很多write方法用于写入不同类型的数据
    //像FSDataIntputStream类一样，要获得FSDataOutputStream类的对象，就必须通过FileSystem类来和HDFS建立连接，然后
    //通过路径返回FSDataOutputStream实例（对象）。
    FSDataOutputStream output = fs.create(new Path("hdfs://hadoop00:9000/user/root/HDFSAPI/test/hello.txt"));
    output.write("hello world".getBytes());
    output.flush();
    output.close();
}

执行结果：

1）FSDataOutputStream对象

FileSystem实例的create()方法返回FSDataOutputStream对象，与FSDataInputStream类相似，它也有一个查询文件当前位置的方法：

package org.apache.hadoop.fs;
public class FSDataOutputStream extends DataOutputStream implements Syncable {
    public long getPos() throws IOException {
    }
}

但与FSDataInputStream类不同的是，FSDataOutputStream类不允许在文件中定位。这是因为HDFS只允许一个已打开的文件顺序写入，或在现有文件的末尾追加数据。

2.6 查询文件系统

查看某个目录下的所有文件

@Test
public void listFile() throws Exception {
    //FileStatus对象封装了文件系统中文件和目录的元数据，包括文件的长度、块大小、备份数、修改时间、所有者以及权限等信息。
    //FileStatus对象一般由FileSystem的getFileStatus()方法获得，调用该方法的时候要把文件的Path传递进去。
    FileStatus[] listStatus = fs.listStatus(new Path("hdfs://hadoop00:9000/user/root/HDFSAPI/test"));
    for (FileStatus fileStatus : listStatus) {
        String isDir = fileStatus.isDirectory()?"文件夹":"文件"; // 文件 / 文件夹
        String permission = fileStatus.getPermission().toString();// 权限
        short replication = fileStatus.getReplication(); // 副本系数
        long len = fileStatus.getLen(); //长度
        String path = fileStatus.getPath().toString();   // 路径
        System.out.println(isDir + "\t" +permission + "\t" + replication + "\t" + len + "\t" + path);
    }
}

执行结果：

1）列出文件：

查找一个文件或目录的信息很实用，但通常还需要能够列出目录中的内容。这就是FileSystem的listStatus()方法的功能：

public FileStatus[] listStatus(Path f) throws IOException
public FileStatus[] listStatus(Path f, PathFilter filter) throws IOException
public FileStatus[] listStatus(Path[] files) throws IOException
public FileStatus[] listStatus(Path[] files, PathFilter filter) throws IOException

2.7 查看文件块信息

    @Test
    public void getFileBlockLocation() throws Exception {
        FileStatus fileStatus = fileSystem.getFileStatus(new Path("hdfs://hadoop00:9000/user/root/HDFSAPI/test/ClimbingTheYueyangTower.txt"));
        BlockLocation[] blocks = fileSystem.getFileBlockLocations(fileStatus, 0, fileStatus.getLen());

        for (BlockLocation block : blocks) {
            for (String host : block.getHosts()) {
                System.out.println(host);
            }
            for (String name : block.getNames()) {
                System.out.println(name);
            }
        }
    }

注：这里获取元数据中的主机名和主机地址。

执行结果：

1）文件元数据：FileStatus

FileStatus类封装了文件系统中文件和目录的元数据，包括文件长度、块大小、副本、修改时间、所有者以及权限信息。

FeilSystem的getFileStatus()方法用于获取文件或目录的FileStatus对象。

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参考资料：

• 《Hadoop权威指南–大数据分析与存储》 第四版
• 《Hadoop应用开发基础》