【深入浅出 Yarn 架构与实现】4-6 RM 行为探究

本小节介绍应用程序的 ApplicationMaster 在 NodeManager 成功启动并向 ResourceManager 注册后，向 ResourceManager 请求资源（Container）到获取到资源的整个过程，以及 ResourceManager 内部涉及的主要工作流程。

一、整体流程

整个过程可看做以下两个阶段的送代循环：

阶段1 ApplicationMaster 汇报资源需求并领取已经分配到的资源；
阶段2 NodeManager 向 ResourceManager 汇报各个 Container 运行状态，如果 ResourceManager 发现它上面有空闲的资源，则进行一次资源分配，并将分配的资源保存到对应的应用程序数据结构中，等待下次 ApplicationMaster 发送心跳信息时获取（即阶段1)。

一）AM 汇报心跳

1、ApplicationMaster 通过 RPC 函数 ApplicationMasterProtocol#allocate 向 ResourceManager 汇报资源需求（由于该函数被周期性调用，我们通常也称之为“心跳”），包括新的资源需求描述、待释放的 Container 列表、请求加入黑名单的节点列表、请求移除黑名单的节点列表等。

public AllocateResponse allocate(AllocateRequest request) {// Send the status update to the appAttempt.// 发送 RMAppAttemptEventType.STATUS_UPDATE 事件this.rmContext.getDispatcher().getEventHandler().handle(new RMAppAttemptStatusupdateEvent(appAttemptId, request.getProgress()));// 从 am 心跳 AllocateRequest 中取出新的资源需求描述、待释放的 Container 列表、黑名单列表List<ResourceRequest> ask = request.getAskList();List<ContainerId> release = request.getReleaseList();ResourceBlacklistRequest blacklistRequest = request.getResourceBlacklistRequest();// 接下来会做一些检查（资源申请量、label、blacklist 等）// 将资源申请分割（动态调整 container 资源量）// Split Update Resource Requests into increase and decrease.// No Exceptions are thrown here. All update errors are aggregated// and returned to the AM.List<UpdateContainerRequest> increaseResourceReqs = new ArrayList<>();List<UpdateContainerRequest> decreaseResourceReqs = new ArrayList<>();List<UpdateContainerError> updateContainerErrors =RMServerUtils.validateAndSplitUpdateResourceRequests(rmContext,request, maximumCapacity, increaseResourceReqs,decreaseResourceReqs);// 调用 ResourceScheduler#allocate 函数，将该 AM 资源需求汇报给 ResourceScheduler// （实际是 Capacity、Fair、Fifo 等实际指定的 Scheduler 处理）allocation =this.rScheduler.allocate(appAttemptId, ask, release,blacklistAdditions, blacklistRemovals,increaseResourceReqs, decreaseResourceReqs);
}

2、ResourceManager 中的 ApplicationMasterService#allocate 负责处理来自 AM 的心跳请求，收到该请求后，会发送一个 RMAppAttemptEventType.STATUS_UPDATE 事件，RMAppAttemptImpl 收到该事件后，将更新应用程序执行进度和 AMLivenessMonitor 中记录的应用程序最近更新时间。
3、调用 ResourceScheduler#allocate 函数，将该 AM 资源需求汇报给 ResourceScheduler，实际是 Capacity、Fair、Fifo 等实际指定的 Scheduler 处理。
以 CapacityScheduler#allocate 实现为例：

// CapacityScheduler#allocate
public Allocation allocate(ApplicationAttemptId applicationAttemptId,List<ResourceRequest> ask, List<ContainerId> release,List<String> blacklistAdditions, List<String> blacklistRemovals,List<UpdateContainerRequest> increaseRequests,List<UpdateContainerRequest> decreaseRequests) {// Release containers// 发送 RMContainerEventType.RELEASEDreleaseContainers(release, application);// update increase requestsLeafQueue updateDemandForQueue =updateIncreaseRequests(increaseRequests, application);// Decrease containersdecreaseContainers(decreaseRequests, application);// Sanity check for new allocation requests// 会将资源请求进行规范化，限制到最小和最大区间内，并且规范到最小增长量上SchedulerUtils.normalizeRequests(ask, getResourceCalculator(), getClusterResource(),getMinimumResourceCapability(), getMaximumResourceCapability());// Update application requests// 将新的资源需求更新到对应的数据结构中if (application.updateResourceRequests(ask)&& (updateDemandForQueue == null)) {updateDemandForQueue = (LeafQueue) application.getQueue();}// 获取已经为该应用程序分配的资源allocation = application.getAllocation(getResourceCalculator(),clusterResource, getMinimumResourceCapability());return allocation;
}

4、ResourceScheduler 首先读取待释放 Container 列表，向对应的 RMContainerImpl 发送 RMContainerEventType.RELEASED 类型事件，杀死正在运行的 Container；然后将新的资源需求更新到对应的数据结构中，之后获取已经为该应用程序分配的资源，并返回给 ApplicationMasterService。

二）NM 汇报心跳

1、NodeManager 将当前节点各种信息（container 状况、节点利用率、健康情况等）封装到 nodeStatus 中，再将标识节点的信息一起封装到 request 中，之后通过RPC 函数 ResourceTracker#nodeHeartbeat 向 ResourceManager 汇报这些状态。

// NodeStatusUpdaterImpl#startStatusUpdaterprotected void startStatusUpdater() {statusUpdaterRunnable = new Runnable() {@Override@SuppressWarnings("unchecked")public void run() {// ...Set<NodeLabel> nodeLabelsForHeartbeat =nodeLabelsHandler.getNodeLabelsForHeartbeat();NodeStatus nodeStatus = getNodeStatus(lastHeartbeatID);NodeHeartbeatRequest request =NodeHeartbeatRequest.newInstance(nodeStatus,NodeStatusUpdaterImpl.this.context.getContainerTokenSecretManager().getCurrentKey(),NodeStatusUpdaterImpl.this.context.getNMTokenSecretManager().getCurrentKey(),nodeLabelsForHeartbeat);// 发送 nm 的心跳response = resourceTracker.nodeHeartbeat(request);

2、ResourceManager 中的 ResourceTrackerService 负责处理来自 NodeManager 的请求，一旦收到该请求，会向 RMNodeImpl 发送一个 RMNodeEventType.STATUS_UPDATE 类型事件，而 RMNodelmpl 收到该事件后，将更新各个 Container 的运行状态，并进一步向 ResoutceScheduler 发送一个 SchedulerEventType.NODE_UPDATE 类型事件。

// ResourceTrackerService#nodeHeartbeatpublic NodeHeartbeatResponse nodeHeartbeat(NodeHeartbeatRequest request)throws YarnException, IOException {NodeStatus remoteNodeStatus = request.getNodeStatus();/*** Here is the node heartbeat sequence...* 1. Check if it's a valid (i.e. not excluded) node* 2. Check if it's a registered node* 3. Check if it's a 'fresh' heartbeat i.e. not duplicate heartbeat* 4. Send healthStatus to RMNode* 5. Update node's labels if distributed Node Labels configuration is enabled*/// 前 3 步都是各种检查，后面才是重点的逻辑// Heartbeat responseNodeHeartbeatResponse nodeHeartBeatResponse =YarnServerBuilderUtils.newNodeHeartbeatResponse(getNextResponseId(lastNodeHeartbeatResponse.getResponseId()),NodeAction.NORMAL, null, null, null, null, nextHeartBeatInterval);// 这里会 set 待释放的 container、application 列表// 思考：为何只有待释放的列表呢？分配的资源不返回么？ - 分配的资源是和 AM 进行交互的rmNode.setAndUpdateNodeHeartbeatResponse(nodeHeartBeatResponse);populateKeys(request, nodeHeartBeatResponse);ConcurrentMap<ApplicationId, ByteBuffer> systemCredentials =rmContext.getSystemCredentialsForApps();if (!systemCredentials.isEmpty()) {nodeHeartBeatResponse.setSystemCredentialsForApps(systemCredentials);}// 4. Send status to RMNode, saving the latest response.// 发送 RMNodeEventType.STATUS_UPDATE 事件RMNodeStatusEvent nodeStatusEvent =new RMNodeStatusEvent(nodeId, remoteNodeStatus);if (request.getLogAggregationReportsForApps() != null&& !request.getLogAggregationReportsForApps().isEmpty()) {nodeStatusEvent.setLogAggregationReportsForApps(request.getLogAggregationReportsForApps());}this.rmContext.getDispatcher().getEventHandler().handle(nodeStatusEvent);

3、ResourceScheduler 收到事件后，如果该节点上有可分配的空闲资源，则会将这些资源分配给各个应用程序，而分配后的资源仅是记录到对应的数据结构中，等待 ApplicationMaster 下次通过心跳机制来领取。（资源分配的具体逻辑，将在后面介绍 Scheduler 的文章中详细讲解）。

三、总结

本篇分析了申请与分配 Container 的流程，主要分为两个阶段。
第一阶段由 AM 发起，通过心跳向 RM 发起资源请求。
第二阶段由 NM 发起，通过心跳向 RM 汇报资源使用情况。
之后就是，RM 根据 AM 资源请求以及 NM 剩余资源进行一次资源分配（具体分配逻辑将在后续文章中介绍），并将分配的资源通过下一次 AM 心跳返回给 AM。