一、前言
前篇博文已经分析了FileTxnLog的源码，现在接着分析持久化中的FileSnap，其主要提供了快照相应的接口。
二、SnapShot源码分析
SnapShot是FileTxnLog的父类，接口类型，其方法如下
public interface SnapShot {
/**
* deserialize a data tree from the last valid snapshot and
* return the last zxid that was deserialized
* @param dt the datatree to be deserialized into
* @param sessions the sessions to be deserialized into
* @return the last zxid that was deserialized from the snapshot
* @throws IOException
*/
// 反序列化
long deserialize(DataTree dt, Map<Long, Integer> sessions)
throws IOException;
/**
* persist the datatree and the sessions into a persistence storage
* @param dt the datatree to be serialized
* @param sessions
* @throws IOException
*/
// 序列化
void serialize(DataTree dt, Map<Long, Integer> sessions,
File name)
throws IOException;
/**
* find the most recent snapshot file
* @return the most recent snapshot file
* @throws IOException
*/
// 查找最新的snapshot文件
File findMostRecentSnapshot() throws IOException;
/**
* free resources from this snapshot immediately
* @throws IOException
*/
// 释放资源
void close() throws IOException;
}
说明：可以看到SnapShot只定义了四个方法，反序列化、序列化、查找最新的snapshot文件、释放资源。
三、FileSnap源码分析
FileSnap实现了SnapShot接口，主要用作存储、序列化、反序列化、访问相应snapshot文件。
3.1 类的属性
public class FileSnap implements SnapShot {
// snapshot目录文件
File snapDir;
// 是否已经关闭标识
private volatile boolean close = false;
// 版本号
private static final int VERSION=2;
// database id
private static final long dbId=-1;
// Logger
private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(FileSnap.class);
// snapshot文件的魔数(类似class文件的魔数)
public final static int SNAP_MAGIC
= ByteBuffer.wrap("ZKSN".getBytes()).getInt();
}
说明：FileSnap主要的属性包含了是否已经关闭标识。
3.2 类的核心函数
1. deserialize函数
函数签名如下：
public long deserialize(DataTree dt, Map<Long, Integer> sessions)，是对SnapShot的deserialize函数的实现。其源码如下
public long deserialize(DataTree dt, Map<Long, Integer> sessions)
throws IOException {
// we run through 100 snapshots (not all of them)
// if we cannot get it running within 100 snapshots
// we should give up
// 查找100个合法的snapshot文件
List<File> snapList = findNValidSnapshots(100);
if (snapList.size() == 0) { // 无snapshot文件，直接返回
return -1L;
}
//
File snap = null;
// 默认为不合法
boolean foundValid = false;
for (int i = 0; i < snapList.size(); i++) { // 遍历snapList
snap = snapList.get(i);
// 输入流
InputStream snapIS = null;
CheckedInputStream crcIn = null;
try {
LOG.info("Reading snapshot " + snap);
// 读取指定的snapshot文件
snapIS = new BufferedInputStream(new FileInputStream(snap));
// 验证
crcIn = new CheckedInputStream(snapIS, new Adler32());
InputArchive ia = BinaryInputArchive.getArchive(crcIn);
// 反序列化
deserialize(dt,sessions, ia);
// 获取验证的值Checksum
long checkSum = crcIn.getChecksum().getValue();
// 从文件中读取val值
long val = ia.readLong("val");
if (val != checkSum) { // 比较验证，不相等，抛出异常
throw new IOException("CRC corruption in snapshot : " + snap);
}
// 合法
foundValid = true;
// 跳出循环
break;
} catch(IOException e) {
LOG.warn("problem reading snap file " + snap, e);
} finally { // 关闭流
if (snapIS != null)
snapIS.close();
if (crcIn != null)
crcIn.close();
}
}
if (!foundValid) { // 遍历所有文件都未验证成功
throw new IOException("Not able to find valid snapshots in " + snapDir);
}
// 从文件名中解析出zxid
dt.lastProcessedZxid = Util.getZxidFromName(snap.getName(), "snapshot");
return dt.lastProcessedZxid;
}
说明：deserialize主要用作反序列化，并将反序列化结果保存至dt和sessions中。 其大致步骤如下
① 获取100个合法的snapshot文件，并且snapshot文件已经通过zxid进行降序排序，进入②
② 遍历100个snapshot文件，从zxid最大的开始，读取该文件，并创建相应的InputArchive，进入③
③ 调用deserialize(dt,sessions, ia)函数完成反序列化操作，进入④
④ 验证从文件中读取的Checksum是否与新生的Checksum相等，若不等，则抛出异常，否则，进入⑤
⑤ 跳出循环并关闭相应的输入流，并从文件名中解析出相应的zxid返回。
⑥ 在遍历100个snapshot文件后仍然无法找到通过验证的文件，则抛出异常。
在deserialize函数中，会调用findNValidSnapshots以及同名的deserialize(dt,sessions, ia)函数，findNValidSnapshots函数源码如下
private List<File> findNValidSnapshots(int n) throws IOException {
// 按照zxid对snapshot文件进行降序排序
List<File> files = Util.sortDataDir(snapDir.listFiles(),"snapshot", false);
int count = 0;
List<File> list = new ArrayList<File>();
for (File f : files) { // 遍历snapshot文件
// we should catch the exceptions
// from the valid snapshot and continue
// until we find a valid one
try {
// 验证文件是否合法，在写snapshot文件时服务器宕机
// 此时的snapshot文件非法;非snapshot文件也非法
if (Util.isValidSnapshot(f)) {
// 合法则添加
list.add(f);
// 计数器加一
count++;
if (count == n) { // 等于n则跳出循环
break;
}
}
} catch (IOException e) {
LOG.info("invalid snapshot " + f, e);
}
}
return list;
}
说明：该函数主要是查找N个合法的snapshot文件并进行降序排序后返回，Util的isValidSnapshot函数主要是从文件名和文件的结尾符号是否是"/"来判断snapshot文件是否合法。其源码如下
public static boolean isValidSnapshot(File f) throws IOException {
// 文件为空或者非snapshot文件，则返回false
if (f==null || Util.getZxidFromName(f.getName(), "snapshot") == -1)
return false;
// Check for a valid snapshot
// 随机访问文件
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(f, "r");
try {
// including the header and the last / bytes
// the snapshot should be atleast 10 bytes
if (raf.length() < 10) { // 文件大小小于10个字节，返回false
return false;
}
// 移动至倒数第五个字节
raf.seek(raf.length() - 5);
byte bytes[] = new byte[5];
int readlen = 0;
int l;
while(readlen < 5 &&
(l = raf.read(bytes, readlen, bytes.length - readlen)) >= 0) { // 将最后五个字节存入bytes中
readlen += l;
}
if (readlen != bytes.length) {
LOG.info("Invalid snapshot " + f
+ " too short, len = " + readlen);
return false;
}
ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(bytes);
int len = bb.getInt();
byte b = bb.get();
if (len != 1 || b != ‘/‘) { // 最后字符不为"/",不合法
LOG.info("Invalid snapshot " + f + " len = " + len
+ " byte = " + (b & 0xff));
return false;
}
} finally {
raf.close();
}
return true;
}
deserialize(dt,sessions, ia)函数的源码如下
public void deserialize(DataTree dt, Map<Long, Integer> sessions,
InputArchive ia) throws IOException {
FileHeader header = new FileHeader();
// 反序列化至header
header.deserialize(ia, "fileheader");
if (header.getMagic() != SNAP_MAGIC) { // 验证魔数是否相等
throw new IOException("mismatching magic headers "
+ header.getMagic() +
" != " + FileSnap.SNAP_MAGIC);
}
// 反序列化至dt、sessions
SerializeUtils.deserializeSnapshot(dt,ia,sessions);
}
说明：该函数主要作用反序列化，并将反序列化结果保存至header和sessions中。其中会验证header的魔数是否相等。
2. serialize函数
函数签名如下：protected void serialize(DataTree dt,Map<Long, Integer> sessions, OutputArchive oa, FileHeader header) throws IOException
protected void serialize(DataTree dt,Map<Long, Integer> sessions,
OutputArchive oa, FileHeader header) throws IOException {
// this is really a programmatic error and not something that can
// happen at runtime
if(header==null) // 文件头为null
throw new IllegalStateException(
"Snapshot‘s not open for writing: uninitialized header");
// 将header序列化
header.serialize(oa, "fileheader");
// 将dt、sessions序列化
SerializeUtils.serializeSnapshot(dt,oa,sessions);
}
说明：该函数主要用于序列化dt、sessions和header，其中，首先会检查header是否为空，然后依次序列化header，sessions和dt。
3. serialize函数
函数签名如下：public synchronized void serialize(DataTree dt, Map<Long, Integer> sessions, File snapShot) throws IOException
public synchronized void serialize(DataTree dt, Map<Long, Integer> sessions, File snapShot)
throws IOException {
if (!close) { // 未关闭
// 输出流
OutputStream sessOS = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(snapShot));
CheckedOutputStream crcOut = new CheckedOutputStream(sessOS, new Adler32());
//CheckedOutputStream cout = new CheckedOutputStream()
OutputArchive oa = BinaryOutputArchive.getArchive(crcOut);
// 新生文件头
FileHeader header = new FileHeader(SNAP_MAGIC, VERSION, dbId);
// 序列化dt、sessions、header
serialize(dt,sessions,oa, header);
// 获取验证的值
long val = crcOut.getChecksum().getValue();
// 写入值
oa.writeLong(val, "val");
// 写入"/"
oa.writeString("/", "path");
// 强制刷新
sessOS.flush();
crcOut.close();
sessOS.close();
}
}
说明：该函数用于将header、sessions、dt序列化至本地snapshot文件中，并且在最后会写入"/"字符。该方法是同步的，即是线程安全的。
四、总结
FileSnap源码相对较简单，其主要是用于操作snapshot文件，也谢谢各位园友的观看~