HDFS——配额

【配额】

HDFS中，配额用于限制目录的使用空间，具体可分为名称配额和空间配额。

空间配额指的是单个目录中所有文件总的大小限制，文件副本的大小也计算在内。

名称配额指的是根目录树中的文件和目录的最大数量，即递归计算子目录，孙子目录下的文件和目录数。

通过如下命令可以对具体目录设置其配额：

# 设置名称配额
# max_number 为最大文件/目录数
# dirname 为指定的目录
hdfs dfsadmin -setQuota <max_number> <dirname>
# 设置空间配额
# bytes 为最大存储字节数
hdfs dfsadmin -setSpaceQuota <bytes> <dirname>

通过如下命令可以查看目录的配额情况：

hdfs dfs -count -q /tmp/hncscwc
# 显示结果    
# 名称配额大小  名称配额剩余大小  空间配额大小  空间配额剩余大小  目录数  文件数  文件大小  目录的路径   
none  inf  536870912  536870912  1  0  0  /tmp/hncscwc

通过如下命令可以清除配额：

# 清除名称配额
hdfs dfsadmin -clrQuota <dirname>
# 清除空间配额额
hdfs dfsadmin -clrSpaceQuota <dirname>

【内部实现】

• 配额在内存中的保存 配额在内存中是跟随目录信息一并存储的。 在NN的内部实现中，INodeDirectory类记录目录的相关信息，每个目录都有一个具体的实例对象，该类继承自抽象类INodeWithAdditionalFields，在父类中有一个features的成员变量，保存了该inode上的所有特性，包括ACL，配额，快照，附加属性等等。其中配额属性就记录了该inode的空间配额，名称配额以及当前的使用情况。 具体数据结构如下图所示：

• 配额的持久化保存 设置的配额信息最后会作为一个操作持久化到editlog中，具体记录目录的路径、对应的空间配额、名称配额。 随着checkpoint的执行，editlog中的操作信息最终会记录到fsiamge中保存。
• 配额的使用 NN在处理创建文件、目录、或者写新的文件，append已有的文件等请求时，会进行对应目录配额的校验判断（包括当前目录的配额，逐级往上父目录的配额，祖父目录的配额等），如果未超过设置的配额，则允许其操作，并在内存中更新当前目录的使用情况。

【能否针对用户进行配额的设置】

在HDFS中有用户、用户组的概念，即每个文件/目录属于指定用户、用户组。同时可以通过开启ACL，为文件/目录设置访问权限。这样HDFS也就支持多用户了。

在多用户的真实场景中，通常是以用户为单位来设置配额，即某个用户能使用多大的空间。对照HDFS的配额，可能就需要指定某个用户能写哪些目录，然后为这些目录分别设置配额，来实现用户配额的功能。

那么，HDFS能否支持直接按照用户来进行配额呢？或者说，如果要支持按照用户来进行配额，HDFS需要做哪些改动呢？

首先要考虑到的就是，用户的配额信息需要进行持久化的存储，因此需要添加对应的editlog操作，同时fsiamge中也需要进行对应的存储（即改变fsiamge的存储信息），然后每个文件进行写操作，文件拷贝，快照等操作时，需要判断是否超过用户的配额。此外在联邦的场景中，考虑的情况会更复杂。

到目前为止，官方的版本中是不支持对用户进行配额的设置的。

在社区中，看到有类似的问题讨论，但没有实际结论或计划进行相应的设计开发。

（详见HDFS-8575:https://issues.apache.org/jira/browse/HDFS-8575）

【FAQ】

对某个目录设置了配额，如果将该目录改名会怎样？

从上面的内部实现中可以知道，配额是目录属性的一部分，通过mv将目录改名，在HDFS中，该目录对应的inode没有变化，因此配额信息仍旧是跟随该目录一起的。

hdfs dfsadmin -setSpaceQuota 536870912 /tmp/hncscwc
hdfs dfs -count -q /tmp/hncscwc
    none  inf  536870912  536870912  1  0  0  /tmp/hncscwc
hdfs dfs -mv /tmp/hncscwc /tmp/spurs
hdfs dfs -count -q /tmp/hncscwc
    none  inf  536870912  536870912  1  0  0  /tmp/spurs

子目录的配额能否大于父目录的配额？

子目录的配额可以大于父目录的配额，也就是说，HDFS的实现中，设置配额时，并没有逐级往上去判断父目录的配额情况。

但是，在真正进行文件存储的时候，就会逐级往上判断是否超过父目录，祖父目录等的配额，如果超过则写入失败。

hdfs dfs -count -q /tmp/hncscwc /tmp/hncscwc/hadoop
  none  inf   536870912   536870912  2  0  0  /tmp/hncscwc
  none  inf  1073741824  1073741824  1  0  0  /tmp/hncscwc/hadoop

• 如果查看当前目录已使用的空间？ 通过"dfs -count"可以看到具体目录的配额和已经剩余空间，这样可以推断出实际的使用空间。但是对于未设置配额的目录，配额显示为none，剩余空间显示为inf，这样就无法推断出目录实际的使用空间。 查看源码发现，可以通过客户端的getQuotaUsage接口获取到具体目录的配额与实际已使用空间大小。 实际上，"dfs -count"命令也就是调用了该接口拿到相关信息，只是增加了判断，如果配额为空，则不进行剩余空间的计算。

【总结】

本文简单总结了HDFS配额相关的原理，欢迎指正交流。