Yarn设计原理分析之NodeManager

问题导读：
1.节点的总可分配资源，包括CPU、内存，由哪个参数来决定？
2.NM（NodeManager）向RM汇报心跳由哪个API完成？
3.哪个类提供了RPC服务，启动containers、停止containers、获取container的状态信息；是container管理的启动类？
4.哪个类可以启动container，需要把container需要的Resource本地化？
5.Container事件流程都包含什么？







1、  和其他模块之间的交互接口分析

1)NodeManager作为client，NodeStatusUpdater通过ResourceTracker协议和RM进行交互。
该API有两个方法
向RM注册NodeManager，参数为httpPort、nodeId、totalResource，其中totalResource为节点的总可分配资源，包括CPU、内存。
向RM回报心跳，NM启动后通过定期的向RM汇报Container情况，比如处于launched container、已经完成的container、节点的健康信息，并返回领取命令，如kill container。

2)NodeManager作为服务端，提供ContainerManager服务，通过ContainerManagementProtocol协议为AM提供服务。
该API提供了3个方法
启动containers，参数为StartContainersRequest，也即是StartContainerRequest列表，每个对象是包括启动Container所需要的资源(localResources)、环境变量(environment )、命令(commands)、Token等。
停止containers，参数为StopContainerResult，指定kill的containerId。
获取container状态，参数为GetContainerStatusRequest，指定目标containerId。

2、  几个主要功能类介绍
1)NodeStatusUpdater：
周期性的向RM汇报container的状态，包括launched containers、finished containers，返回待clean的Container列表，待clean的Application列表等。

2)ApplicationImpl：
NM的应用的状态机宿主对象，管理NM上的该application的所有container；维护一个状态机，记录app的状态之间的迁移和事件，以及事件动作。

3)ContainerImpl：
NM的Container的状态机宿主对象，激励container各个状态之间的迁移和事件，以及事件的动作。

4)ContainerManager：
提供了RPC服务，启动containers、停止containers、获取container的状态信息；这个类是container管理的启动类。

5)LogHandler：
Container的运行日志服务，可以通过参数yarn.nodemanager.log-dirs配置多个日志目录，每个目录的结构是相同的，
$log-dir/$appid/$containerid/stderr|stdout|stdlog；有两个实现类，NonAggregationLogHandler、LogAggregationService，由于NM会产生大量的日志，需要进行清理，NonAggregationLogHandler是定期清理日志，LogAggregationService是日志聚集转存的方式上传到HDFS中，默认情况下采用定期清理日志的方式。

6)ResourceLocalizationService：启动container，需要把container需要的Resource本地化，可以根据启动container的参数从hdfs中下载资源，并均匀分布在各磁盘上的数据目录中。本地数据目录，存放执行Container所需要的数据（包括可执行程序、jar、配置等），还有一部分是MR过程中临时产生的中间数据。ResourceLocalizationService启动一个RPC服务(LocalizationProtocol)供下载资源，对于每个container由ContainerLocalizer作为客户端通过LocalizationProtocol协议进行资源下载，并及时heartbeat进行进度报告。

7)ContainersLauncher：维护一个线程池来运行ContainerLaunch任务，该任务生成shelllaunch_container.sh脚本，并随后通过ContainerExecutor.launchContainer启动container进程。

8)ContainerExecutor：启动和清除container的进程。两种实现DefaultContainerExecutor、LinuxContainerExecutor，默认是DefaultContainerExecutor，而LinuxContainerExecutor以更加安全的方式通过Application的拥有者的身份启动和停止Container，并且可以使用Cgroups对CPU资源进行隔离。
9)ContainerMonitor：周期性的探测Container的资源使用量。一旦超过限额，则kill container。内存资源可以通过ContainerMonitor监控，对于CPU还是利用Cgroups。

10)AuxService：随着NM的启动和停止运行的扩展的服务。

11)NodeHealthCheckService：周期性运行自定义脚本和写磁盘文件检查NM的健康，并通过NodeStatusUpdater汇报给RM，一旦不健康则RM不会分配任务给该NM，直到恢复健康。


3、  Container事件流程





1)AM或者RM通过NM的RPC service ContainerManagementProtocol.startContainers启动container

2)NM的服务端ContainerManagerImpl的startContainers逻辑会按照请求的container 数量要求，依次启动container；启动container的逻辑为创建并初始化Application，创建并初始化container。

3)发送事件ApplicationEventType.INIT_APPLICATION到事件处理框架AsyncDispatcher，对于ApplicationEventType类型的事件由ApplicationEventDispatcher进行处理，在该dispatcher handle中调用状态机stateMachine的宿主对象ApplicationImpl的handle方法，该handle方法中调用处理INIT_APPLICATION 事件(状态由ApplicationState.NEW àApplicationState.INITING) 的逻辑AppInitTransition，在该AppInitTransition中发送LogHandlerEventType.APPLICATION_STARTED。

4)LogHandlerEventType.APPLICATION_STARTED由LogAggregationService进行处理，在这里创建Application相关的log目录，后发送ApplicationEventType.APPLICATION_LOG_HANDLING_INITED到事件处理框架。

5)通过AppLogInitDoneTransition对ApplicationEventType.APPLICATION_LOG_HANDLING_INITED进行处理，其中发送LocalizationEventType.INIT_APPLICATION_RESOURCES事件，该事件由ResourceLocalizationService进行处理，其发送ApplicationEventType.APPLICATION_INITED到事件处理框架。

6)由Application中状态机转换逻辑AppInitDoneTransition完成对ApplicationEventType.APPLICATION_INITED事件的处理，并由ApplicationState.INITING, 状态过度到ApplicationState.RUNNING状态；

7)在AppInitDoneTransition逻辑中依次对Application中的container，发送ContainerEventType.INIT_CONTAINER事件，阻塞对该事件的处理一直到container 处于new状态。

8)ContainerEventType.INIT_CONTAINER事件由状态机宿主对象ContainerImpl 中的RequestResourcesTransition逻辑进行处理，进入资源本地化处理，如果有resource需要本地化(下载或者创建)，那么就发送INIT_CONTAINER_RESOURCES到ResourceLocalizationService进行处理，并进入到LOCALIZING状态；如果resource都已本地化(已创建或者下载了)，那么就发送LAUNCH_CONTAINER事件，并直接进入到LOCALIZED状态。

9)ResourceLocalizationService[/url]对INIT_CONTAINER_RESOURCES的处理逻辑是，对container的每一个请求的资源，对应一个LocalResourcesTracker实现，并发送ResourceEventType.REQUEST请求到该tracker中；每种类型的资源都有一个宿主对象LocalizedResource，在tracker中转发该事件给LocalizedResource进行处理，进入状态机的转换(ResourceState.INIT->ResourceState.DOWNLOADING)，调用逻辑处理FetchResourceTransition，该transition发送事件LocalizerEventType.REQUEST_RESOURCE_LOCALIZATION，由LocalizerTracker逻辑启用线程LocalizerRunner prepare该container的环境(Application目录、日志目录..)，调用ContainerExecutor.startLocalizer启动ContainerLocalizer，并在下载Resource过程中向ResourceLocalizationService汇报进度。

10)Resource资源本地化完成后，首先发送ContainerEventType.RESOURCE_LOCALIZED到ContainerImpl，ContainerImpl随后发送ContainersLauncherEventType.LAUNCH_CONTAINER事件由ContainersLauncher进行处理，将运行container的完整shell写到私有目录下的launch_container.sh中，在处理过程中单独开启线程ContainerLaunch，ContainerLauch生成shelllaunch_container.sh脚本，并启动运行一个container(ContainerExecutor.launchContainer)。

11)运行container，由ContainerExecutor. launchContainer执行shell脚本来完成；shell脚本运行YarnChild MR任务(和MR1一样)，运行container过程中一直阻塞直到container运行完成，进入Container资源清理流程

12)Container运行可能成功也可能失败，ContainerImpl收到CONTAINER_EXITED_WITH_SUCCESS事件后,分别向ContainersLauncher和ResourceLocalizationService发送CLEANUP_CONTAINER和CLEANUP_CONTAINER_RESOURCES事件。

13)ContainersLauncher清理Container的临时目录，比如进程PID文件，检查该文件是否存在，若存在则强制回收，回收完成后，ContainerLauncher发送CONTAINER_RESOURCES_CLEANDUP事件到ContainerImpl，后通过向ApplicationImpl、ContainerMonitorImpl、LogHandler发送FINISHED事件，从Container列表中移除该Container，移除对该Container的资源使用量监控。

14) ResourceLocalizationService清理container的相关数据目录(shell脚本等)，后向ContainerImpl发送CONTAINER_RESOURCE_CLEANEDUP事件。

注意Container的部分中间数据是在整个应用完成之后清理的，因为只有RM清楚这个Application是否已经完成了。NM NodeStatusUpdater通过ResourceTrackerProtocol协议heartbeat汇报给RM，RM返回需要需要清理的Container列表给NM，NM才彻底清理Container占用的所有资源。

顶一个,写的不错