ceph源码分析之读写操作流程(2)

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5

4.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& gt;, 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_JournaledAhead

2.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，所以不同于OSD::op_wq，它有自己的工作流程），首先调用FileStore::_do_op,完成后调用FileStore::_finish_op。6.

FileStore::op_finisher.finisher_thread线程从

FileStore::op_finisher.finisher_queue中拿出来操作，通过调用C_OSD_OpApplied留下来的回调函数

ReplicatePG::op_applied,通知数据可读。