1. RPC机制
1.1 RPC协议
把某些接口和接口中的方法称为协议，客户端和服务端只要实现这些接口中的方法就可以进行通信了。
重点接口介绍如下：
VersionedProtocol：它是所有RPC协议接口的父接口，其中只有一个方法：getProtocolVersion（）
（1）HDFS相关
ClientDatanodeProtocol：一个客户端和datanode之间的协议接口，用于数据块恢复
ClientProtocol：client与Namenode交互的接口，所有控制流的请求均在这里，如：创建文件、删除文件等；
DatanodeProtocol: Datanode与Namenode交互的接口，如心跳、blockreport等；
NamenodeProtocol：SecondaryNode与Namenode交互的接口。
(2）Mapreduce相关
InterDatanodeProtocol：Datanode内部交互的接口，用来更新block的元数据；
InnerTrackerProtocol：TaskTracker与JobTracker交互的接口，功能与DatanodeProtocol相似；
JobSubmissionProtocol：JobClient与JobTracker交互的接口，用来提交Job、获得Job等与Job相关的操作；
TaskUmbilicalProtocol：Task中子进程与母进程交互的接口，子进程即map、reduce等操作，母进程即TaskTracker，该接口可以回报子进程的运行状态。
1.2 ipc.RPC源码分析
ipc.RPC类中有一些内部类，重点介绍如下：
Invocation：用于封装方法名和参数，作为数据传输层。
ClientCache：用于存储client对象，用socket factory作为hash key,存储结构为hashMap <SocketFactory, Client>。
Invoker：是动态代理中的调用实现类，继承了InvocationHandler。
Server：是ipc.Server的实现类。
Invocation类仅作为VO，ClientCache类只是作为缓存，而Server类用于服务端的处理，他们都和客户端的数据流和业务逻辑没有关系。那么，RPC.Invoker类中的invoke()方法就实现动态代理，将数据发送给服务端，服务端将处理的结果再返回给客户端，所以这里的invoke()方法必然需要进行网络通信。
由此引出如下三个问题：
1. 客户端和服务端的连接是怎样建立的？
2. 客户端是怎样给服务端发送数据的？
3. 客户端是怎样获取服务端的返回数据的？
1.3 ipc.Client源码分析
重点介绍Client类的几个内部类：
Call：用于封装Invocation对象，作为VO，写到服务端，同时也用于存储从服务端返回的数据
Connection：用以处理远程连接对象。继承了Thread
ConnectionId：唯一确定一个连接
问题1：客户端和服务端的连接是怎样建立的？
Client类中的call()方法:
public Writable call(Writable param, ConnectionId remoteId)
throws InterruptedException, IOException {
Call call = new Call(param); //将传入的数据封装成call对象
Connection connection = getConnection(remoteId, call); //获得一个连接
//如果connections连接池中有对应的连接对象，就不需重新创建了；如果没有就需重新创建一个连接对象。
//但请注意，该连接对象只是存储了remoteId的信息，其实还并没有和服务端建立连接。将call对象放入对应连接中的calls池，才是真正的完成了和服务端建立连接。
//客户端的连接其实就是创建一个普通的socket进行通信。
connection.sendParam(call); // 向服务端发送call对象
boolean interrupted = false;
synchronized (call) {
while (!call.done) {
try {
call.wait(); // 等待结果的返回，在Call类的callComplete()方法里有notify()方法用于唤醒线程
} catch (InterruptedException ie) {
// 因中断异常而终止，设置标志interrupted为true
interrupted = true;
}
}
......
}
}
问题2：客户端是怎样给服务端发送数据的？
由Client.Connection类的sendParam()方法来实现，其实就是java io的socket发送数据的一般过程。
问题3：客户端是怎样获取服务端的返回数据的？
由Client.Connection类和Client.Call类中的相关方法来实现，启动一个处理线程，读取从服务端传来的call对象，将call对象读取完毕后，唤醒client处理线程。就这么简单，客户端就获取了服务端返回的数据了。
1.4 ipc.Server源码分析
ipc.Server的一些内部类如下：
Call：用于存储客户端发来的请求
Listener： 监听类，用于监听客户端发来的请求，同时Listener内部还有一个静态类，Listener.Reader，当监听器监听到用户请求，便让Reader读取用户请求。
Responder：响应RPC请求类，请求处理完毕，由Responder发送给请求客户端。
Connection：连接类，真正的客户端请求读取逻辑在这个类中。
Handler：请求处理类，会循环阻塞读取callQueue中的call对象，并对其进行操作。
1.4.1 初始化Server
RPC的server对象是通过ipc.RPC类的getServer()方法获得的，getServer()是一个创建Server对象的工厂方法，但创建的却是RPC.Server类的对象。
1.4.2 运行Server
初始化Server后，Server端就运行起来了。
1.4.3 Server处理请求
1）建立连接
分析过ipc.Client源码后，我们知道Client端的底层通信直接采用了阻塞式IO编程，当时我们曾做出猜测：Server端是不是也采用了阻塞式IO。现在我们仔细地分析一下吧，如果Server端也采用阻塞式IO，当连接进来的Client端很多时，势必会影响Server端的性能。hadoop的实现者们考虑到了这点，所以他们采用了java NIO来实现Server端，java NIO可参考博客：http://weixiaolu.iteye.com/blog/1479656
。那Server端采用java NIO是怎么建立连接的呢？分析源码得知，Server端采用Listener监听客户端的连接。
在启动Listener线程时，服务端会一直等待客户端的连接。
2）接收请求
Server.Listener.Reader类中的doRead()方法和Server.Connection类中的readAndProcess()方法。
3）获得call对象
Server.Connection类中的processOneRpc()方法和processData()方法。
4）处理call对象
Server类中还有个Handler内部类，负责对call对象的处理。Server.Handler类中run()方法。
5）返回请求
Server.Responder类中的doRespond()方法。
2. Hadoop心跳机制
2.1 心跳机制
hadoop集群是master/slave模式，master包括Namenode和Jobtracker，slave包括Datanode和Tasktracker。
master启动的时候，会开一个ipc server在那里，等待slave心跳。
slave启动时，会连接master，并每隔3秒钟主动向master发送一个“心跳”，这个时间可 以通过”heartbeat.recheck.interval”属性来设置。将自己的状态信息告诉master，然后master也是通过这个心跳的返回值，向slave节点传达指令。
需要指出的是：namenode与datanode之间的通信，jobtracker与tasktracker之间的通信，都是通过“心跳”完成的。
2.2 Datanode、Namenode心跳
既然“心跳”是Datanode主动给Namenode发送的。那Datanode是怎么样发送的呢？
循环调用“发送心跳”方法，直到shutdown
发送心跳的对象并不是datanode，而是一个名为namenode的对象，难道在datanode端就直接有个namenode的引用吗？其实不然，namenode其实是一个DatanodeProtocol的引用，是一个Datanode端对Namenode的代理对象，正是这个代理完成了“心跳”。代理的底层实现就是RPC机制了。
2.3 Tasktracker、Jobtracker心跳
Tasktracker利用InterTrackerProtocol协议用于定义Tasktracker和Jobtracker的通信。同样，它也是一个代理对象，代理的底层实现也是RPC机制。