1、小文件过多,会过多占用namenode的内存,并浪费block。

  • 文件的元数据(包括文件被分成了哪些blocks,每个block存储在哪些服务器的哪个block块上),都是存储在namenode上的。
    HDFS的每个文件、目录、数据块占用150B,因此300M内存情况下,只能存储不超过300M/150=2M个文件/目录/数据块的元数据
  • dataNode会向NameNode发送两种类型的报告:增量报告和全量报告。
    增量报告是当dataNode接收到block或者删除block时,会向nameNode报告。
    全量报告是周期性的,NN处理100万的block报告需要1s左右,这1s左右NN会被锁住,其它的请求会被阻塞。

2、文件过小,寻道时间大于数据读写时间,这不符合HDFS的设计:
HDFS为了使数据的传输速度和硬盘的传输速度接近,则设计将寻道时间(Seek)相对最小化,将block的大小设置的比较大,这样读写数据块的时间将远大于寻道时间,接近于硬盘的传输速度。

用数字说话:

小文件是指文件 size 小于HDFS上 block 大小的文件。这样的文件会给 hadoop 的扩展性和性能带来严重问题。首先,在 HDFS 中,任何 block,文件或者目录在内存中均以对象的形式存储,每个对象约占 150byte,如果有1000 0000个小文件,每个文件占用一个 block,则 namenode 大约需要2G空间。如果存储 1 亿个文件,则 namenode 需要 20G 空间。

这样 namenode内存容量严重制约了集群的扩展。

从读写的角度:

其次,访问大量小文件速度远远小于访问几个大文件。HDFS最初是为流式访问大文件开发的,如果访问大量小文件,需要不断的从一个datanode跳到另一个datanode,严重影响性能。

下面是 Hadoop 自带的解决方案:

对于小文件问题,Hadoop本身也提供了几个解决方案,分别为:Hadoop Archive,Sequence file和CombineFileInputFormat。

Hadoop Archive

Hadoop Archive或者HAR,是一个高效地将小文件放入HDFS块中的文件存档工具,它能够将多个小文件打包成一个HAR文件,这样在减少namenode内存使用的同时,仍然允许对文件进行透明的访问。
对某个目录/foo/bar下的所有小文件存档成/outputdir/ zoo.har:
hadoop archive -archiveName zoo.har -p /foo/bar /outputdir
当然,也可以指定HAR的大小(使用-Dhar.block.size)。
HAR是在Hadoop file system之上的一个文件系统,因此所有fs shell命令对HAR文件均可用,只不过是文件路径格式不一样,HAR的访问路径可以是以下两种格式:
har://scheme-hostname:port/archivepath/fileinarchive
har:///archivepath/fileinarchive(本节点)

可以这样查看HAR文件存档中的文件:
hadoop dfs -ls har:///user/zoo/foo.har
输出:
har:///user/zoo/foo.har/hadoop/dir1
har:///user/zoo/foo.har/hadoop/dir2

使用HAR时需要两点,第一,对小文件进行存档后,原文件并不会自动被删除,需要用户自己删除;第二,创建HAR文件的过程实际上是在运行一个mapreduce作业,因而需要有一个hadoop集群运行此命令。

缺点此外,HAR还有一些缺陷:第一,一旦创建,Archives便不可改变。要增加或移除里面的文件,必须重新创建归档文件。第二,要归档的文件名中不能有空格,否则会抛出异常,可以将空格用其他符号替换(使用-Dhar.space.replacement.enable=true 和-Dhar.space.replacement参数)。

Sequence Files

第二种解决小文件的方法是使用 SequenceFile。这种方法使用小文件名作为 key,并且文件内容作为 value,实践中这种方式非常管用。如下图所示:
HDFS 小文件 - 图1
和 HAR 不同的是,这种方式还支持压缩。该方案对于小文件的存取都比较自由,不限制用户和文件的多少,但是 SequenceFile 文件不能追加写入,适用于一次性写入大量小文件的操作。

HBase

除了上面的方法,其实我们还可以将小文件存储到类似于 HBase 的 KV 数据库里面,也可以将 Key 设置为小文件的文件名,Value 设置为小文件的内容,相比使用 SequenceFile 存储小文件,使用 HBase 的时候我们可以对文件进行修改,甚至能拿到所有的历史修改版本。