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大数据处理技术：分布式文件系统HDFS

news 2025/8/10 9:20:13

1 实验名称：

2 实验目的

3 实验内容

4 实验原理

5 实验过程或源代码

5.1 HDFS的基本操作

5.2 HDFS-JAVA接口之读取文件

5.3 HDFS-JAVA接口之上传文件

5.4 HDFS-JAVA接口之删除文件

6 实验结果

6.1 HDFS的基本操作

6.2 HDFS-JAVA接口之读取文件

6.3 HDFS-JAVA接口之上传文件

6.4 HDFS-JAVA接口之删除文件

1 实验名称：

分布式文件系统HDFS

2 实验目的

1.理解HDFS存在的优势，理解HDFS体系架构，学会在环境中部署HDFS学会HDFS基本命令。

2.理解HDFS的读写操作原理，掌握HDFS的一些常用命令，理解实际操作HDFS读写时的流程。

3 实验内容

（1）HDFS的基本操作

（2）HDFS-JAVA接口之读取文件

（3）HDFS-JAVA接口之上传文件

（4）HDFS-JAVA接口之删除文件

4 实验原理

HDFS（Hadoop Distributed File System）是一个分布式文件系统，是谷歌的GFS山寨版本。它具有高容错性并提供了高吞吐量的数据访问，非常适合大规模数据集上的应用，它提供了一个高度容错性和高吞吐量的海量数据存储解决方案。

HDFS文件系统的角色分为三种（Master和Slave的结构，主从节点结构），分为NameNode、Secondary NameNode和DataNode三种角色。

HDFS为分布式计算存储提供了底层支持，采用Java语言开发，可以部署在多种普通的廉价机器上，以集群处理数量积达到大型主机处理性能。HDFS 架构原理HDFS采用master/slave架构。一个HDFS集群包含一个单独的NameNode和多个DataNode。Namenode管理文件系统的元数据，而Datanode存储了实际的数据。

5 实验过程或源代码

5.1 HDFS的基本操作

1.启动Hadoop，在HDFS中创建/usr/output/文件夹：

start-dfs.sh
hadoop fs -mkdir /usr
hadoop fs -mkdir /usr/output

2.在本地创建hello.txt文件并添加内容：“HDFS的块比磁盘的块大，其目的是为了最小化寻址开销。”：vim hello.txt

3.将hello.txt上传至HDFS的/usr/output/目录下：hadoop fs -put hello.txt /usr/output

4.删除HDFS的/user/hadoop目录：hadoop fs -rm -r /user/hadoop

5.将Hadoop上的文件hello.txt从HDFS复制到本地/usr/local目录：hadoop fs -copyToLocal /usr/output/hello.txt /usr/local

5.2 HDFS-JAVA接口之读取文件

1.使用FSDataInputStream获取HDFS的/user/hadoop/目录下的task.txt的文件内容，并输出。代码实现如下：

URI uri = URI.create("hdfs://localhost:9000/user/hadoop/task.txt");Configuration config = new Configuration();FileSystem fs = FileSystem.get(uri,config);InputStream in = null;try{in = fs.open(new Path(uri));IOUtils.copyBytes(in, System.out,2048,false);}catch (Exception e){IOUtils.closeStream(in);}

5.3 HDFS-JAVA接口之上传文件

1.在/develop/input/目录下创建hello.txt文件，并输入如下数据：迢迢牵牛星，皎皎河汉女。纤纤擢素手，札札弄机杼。终日不成章，泣涕零如雨。河汉清且浅，相去复几许？盈盈一水间，脉脉不得语。《迢迢牵牛星》。命令行：

mkdir /develop
mkdir /develop/input
cd /develop/input
vim hello.txt
start-dfs.sh

2.使用FSDataOutputStream对象将文件上传至HDFS的/user/tmp/目录下，并打印进度。代码实现如下：

File localPath = new File("/develop/input/hello.txt");String hdfsPath = "hdfs://localhost:9000/user/tmp/hello.txt";InputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream(localPath));Configuration config = new Configuration();FileSystem fs = FileSystem.get(URI.create(hdfsPath), config);long fileSize = localPath.length() > 65536 ? localPath.length() / 65536 : 1; FSDataOutputStream out = fs.create(new Path(hdfsPath), new Progressable() {long fileCount = 0;public void progress() {System.out.println("总进度" + (fileCount / fileSize) * 100 + "%");fileCount++;}});IOUtils.copyBytes(in, out, 2048, true);

5.4 HDFS-JAVA接口之删除文件

1.启动hadoop：start-dfs.sh

2.实现如下功能：删除HDFS的/user/hadoop/目录（空目录）；删除HDFS的/tmp/test/目录（非空目录）；列出HDFS根目录下所有的文件和文件夹；列出HDFS下/tmp/的所有文件和文件夹。代码实现如下：

String root = "hdfs://localhost:9000/";String path = "hdfs://localhost:9000/tmp";String del1 = "hdfs://localhost:9000/user/hadoop";String del2 = "hdfs://localhost:9000/tmp/test";Configuration config = new Configuration();FileSystem fs = FileSystem.get(URI.create(root),config);fs.delete(new Path(del1),true);fs.delete(new Path(del2),true);Path[] paths = {new Path(root),new Path(path)};FileStatus[] status = fs.listStatus(paths);Path[] listPaths = FileUtil.stat2Paths(status);for (Path path1 : listPaths){
System.out.println(path1);
}