ceph源码分析之读写操作流程(2).doc

ceph源码分析之读写操作流程（2） 上一篇介绍了ceph存储在上两层的消息逻辑，这一篇主要介绍一下读写操作在底两层的流程。下图是上一篇消息流程的一个总结。上在ceph中，读写操作由于分布式存储的原因，故走了不同流程。对于读操作而言：1.客户端直接计算出存储数据所属于的主osd，直接给主osd上发送消息。2.主osd收到消息后，可以调用Filestore直接读取处在底层文件系统中的主pg里面的内容然后返回给客户端。具体调用函数在ReplicatedPG:do_osd_ops中实现。读操作代码流程如图：如我们之前说的，当确定读操作为主osd的消息时（CEPH_MSG_OSD_OP类型），会调用到ReplicatePG:do_osd_op函数，该函数对类型做进一步判断，当发现为读类型（CEPH_OSD_OP_READ）时,会调用FileStore中的函数对磁盘上数据进行读。cpp view plain copy int ReplicatedPG:do_osd_ops(OpContext *ctx, vector<OSDOp>& ops) switch (op.op) case CEPH_OSD_OP_READ: +ctx->num_read; / read into a buffer bufferlist bl; int r = osd->store->read(coll, soid, op.extent.offset, op.extent.length, bl); / 调用FileStore:read从底层文件系统读取 case CEPH_OSD_OP_WRITE: +ctx->num_write; /写操作只是做准备工作，并不实际的写 FileStore:read函数是底层具体的实现，会通过调用系统函数如:open,:pread,:close等函数来完成具体的操作。cpp view plain copy int FileStore:read( coll_t cid, const ghobject_t& oid, uint64_t offset, size_t len, bufferlist& bl, bool allow_eio) int r = lfn_open(cid, oid, false, &fd); got = safe_pread(*fd, bptr.c_str(), len, offset); /FileStore:safe_pread中调用了:pread lfn_close(fd); 而对于写操作而言，由于要保证数据写入的同步性就会复杂很多：1.首先客户端会将数据发送给主osd，2.主osd同样要先进行写操作预处理，完成后它要发送写消息给其他的从osd，让他们对副本pg进行更改，3.从osd通过FileJournal完成写操作到Journal中后发送消息告诉主osd说完成，进入54.当主osd收到所有的从osd完成写操作的消息后，会通过FileJournal完成自身的写操作到Journal中。完成后会通知客户端，已经完成了写操作。 5.主osd，从osd的线程开始工作调用Filestore将Journal中的数据写入到底层文件系统中。在介绍写操作的流程前，需要先介绍一下ceph中的callback函数。Context类定义在src/include文件中，该类是一个回调函数类的抽象类，继承它的类只要在子类实现它的finish函数，在finish函数调用自己需要回调的函数，就可以完成回调。cpp view plain copy class Context Context(const Context& other); const Context& operator=(const Context& other); protected: virtual void finish(int r) = 0; public: Context() virtual Context() / we want a virtual destructor! virtual void complete(int r) finish(r); delete this; ; Finisher类是在src/common中定义的一个专门查看操作是否结束的一个类。在这个类里面拥有一个线程finisher_thread和一个类型为Context指针的队列finisher_queue。当一个操作线程完成自己的操作后，会将Context类型对象送入队列。此时finisher_thread线程循环监视着自己的finisher_queue队列，当发现了有新进入的Context时，会调用这个Context:complete函数，这个函数则会调用到Context子类自己实现的finish函数。来处理操作完成后的后续工作。cpp view plain copy class Finisher CephContext *cct; vector<Context*> finisher_queue; void *finisher_thread_entry(); struct FinisherThread : public Thread Finisher *fin; FinisherThread(Finisher *f) : fin(f) void* entry() return (void*)fin->finisher_thread_entry(); finisher_thread; void *Finisher:finisher_thread_entry() while(!finisher_stop) while(!finisher_queue.empty() vector<Context*> ls ls.swap(finisher_queue); for (vector<Context*>:iterator p = ls.begin(); p != ls.end(); +p) if (*p) /这里面调用Context子类实现的finish函数 (*p)->complete(0); 在写操作中涉及了多个线程和消息队列的协同工作，需要注意的是一个类拥有一个Finisher成员时，以为着它同时获得了一个队列和一个执行线程。OSD中处理读写操作是线程池和消息队列（有很多，其他暂时不讨论）：cpp view plain copy ThreadPool op_tp; ThreadPool:WorkQueueVal<pair<PGRef,OpRequestRef>, PGRef> &op_wq; FileJournal中拥有的线程和消息队列：cpp view plain copy Write write_thread; deque<write_item> writeq; 其父类Journal中拥有线程和消息队列（引用自之前说的JournalingObjectStore类中）：cpp view plain copy Finisher finisher_thread; FileStore中拥有的线程和消息队列：cpp view plain copy ThreadPool op_tp; OpWQ op_wq;/Filestore中实现，继承自ThreadPool:WorkQueue<OpSequencer> Finisher ondisk_finisher; Finisher op_finisher; 前一章说过在前两层，OSD根据不同的消息类型，选择了主OSD处理和从OSD的处理，以下介绍的写流程，就是在收到具体写操作以后，本地OSD开始的工作。写的逻辑流程图如图：从图中我们可以看到写操作分为以下几步：1.OSD:op_tp线程从OSD:op_wq中拿出来操作如本文开始的图上描述，具体代码流是 ReplicatePG:apply_repop中创建回调类C_OSD_OpCommit和C_OSD_OpApplied FileStore:queue_transactions中创建了回调类C_JournaledAhead2.FileJournal:write_thread线程从FileJournal:writeq中拿出来操作，主要就是写数据到具体的journal中，具体代码流：3.Journal:Finisher.finisher_thread线程从Journal:Finisher.finish_queue中拿出来操作，通过调用C_JournalAhead留下的回调函数FileStore:_journaled_ahead，该线程开始工作两件事：首先入底层FileStore:op_wq通知开始写，再入FileStore:ondisk_finisher.finisher_queue通知可以返回。具体代码流：4.FileStore:ondisk_finisher.finisher_thread线程从FileStore:ondisk_finisher.finisher_queue中拿出来操作，通过调用C_OSD_OpCommit留下来的回调函数ReplicatePG:op_commit，通知客户端写操作成功5.FileStore:op_tp线程池从FileStore:op_wq中拿出操作（此处的OP_WQ继承了父类ThreadPool:WorkQueue重写了_process和_process_finish等函数，所以不同