ReplicationMonitor是HDFS中关于数据块复制的监控线程，它的主要作用就是计算DataNode工作，并将复制请求超时的块重新加入到待调度队列。其定义及作为线程核心的run()方法如下：
/**
* Periodically calls computeReplicationWork().
* 周期性调用computeReplicationWork()方法
*/
private class ReplicationMonitor implements Runnable {
@Override
public void run() {
// 如果namesystem持续运行，while循环一直进行
while (namesystem.isRunning()) {
try {
// Process replication work only when active NN is out of safe mode.
if (namesystem.isPopulatingReplQueues()) {
// 计算数据节点工作
computeDatanodeWork();
// 将复制请求超时的块重新加入到待调度队列
processPendingReplications();
}
// 线程休眠replicationRecheckInterval时间
Thread.sleep(replicationRecheckInterval);
} catch (Throwable t) {
if (!namesystem.isRunning()) {
LOG.info("Stopping ReplicationMonitor.");
if (!(t instanceof InterruptedException)) {
LOG.info("ReplicationMonitor received an exception"
+ " while shutting down.", t);
}
break;
} else if (!checkNSRunning && t instanceof InterruptedException) {
LOG.info("Stopping ReplicationMonitor for testing.");
break;
}
LOG.fatal("ReplicationMonitor thread received Runtime exception. ", t);
terminate(1, t);
}
}
}
} ReplicationMonitor线程的run()方法运行逻辑比较清晰，如果namesystem持续运行，while循环一直进行，在这个循环内，仅当活跃NN不在安全模式时才会进行复制工作：
1、调用computeDatanodeWork()方法计算数据节点工作；
2、调用processPendingReplications()方法将复制请求超时的块重新加入到待调度队列
3、线程休眠replicationRecheckInterval时间后继续运行。
首先说下这个replicationRecheckInterval，它是名字节点检查新的复制工作的时间间隔，其初始化在BlockManager的构造函数中，代码如下：
this.replicationRecheckInterval =
conf.getInt(DFSConfigKeys.DFS_NAMENODE_REPLICATION_INTERVAL_KEY,
DFSConfigKeys.DFS_NAMENODE_REPLICATION_INTERVAL_DEFAULT) * 1000L; 其取值取参数dfs.namenode.replication.interval，参数未配置的话，默认为3秒。
再来看下计算数据节点工作的computeDatanodeWork()方法，它负责计算块复制、块无效工作可以被调度到数据节点的总数，数据节点将在接下来的心跳中被指派该工作，并返回被调度的复制或移除的块的数目，代码如下：
/**
* Compute block replication and block invalidation work that can be scheduled
* on data-nodes. The datanode will be informed of this work at the next
* heartbeat.
*
* 计算块复制、块无效工作可以被调度到数据节点的总数。数据节点将在接下来的心跳中被指派该工作。
* 返回被调度的复制或移除的块的数目
*
* @return number of blocks scheduled for replication or removal.
*/
int computeDatanodeWork() {
// Blocks should not be replicated or removed if in safe mode.
// It's OK to check safe mode here w/o holding lock, in the worst
// case extra replications will be scheduled, and these will get
// fixed up later.
// 如果namesystem处于安全模式，直接返回0
if (namesystem.isInSafeMode()) {
return 0;
}
// 通过心跳管理器heartbeatManager获取存活数据节点数
final int numlive = heartbeatManager.getLiveDatanodeCount();
// blocksReplWorkMultiplier为集群每个周期每个DataNode平均待复制的数据块数量，
// blocksToProcess为每个周期集群需要复制的数据块数量
final int blocksToProcess = numlive
* this.blocksReplWorkMultiplier;
// blocksInvalidateWorkPct为集群每个周期每个DataNode平均待删除的无效数据块百分比
// nodesToProcess为集群每个周期待删除的无效数据块数量
final int nodesToProcess = (int) Math.ceil(numlive
* this.blocksInvalidateWorkPct);
// 计算复制工作量workFound
int workFound = this.computeReplicationWork(blocksToProcess);
// Update counters
// namesystem加写锁
namesystem.writeLock();
try {
// 调用updateState()方法更新相关状态
this.updateState();
// 将计算得到的复制工作量workFound赋值给被调度复制的数据块数scheduledReplicationBlocksCount
this.scheduledReplicationBlocksCount = workFound;
} finally {
// namesystem释放写锁
namesystem.writeUnlock();
}
// 计算删除无效块工作量，并累加到workFound
workFound += this.computeInvalidateWork(nodesToProcess);
// 返回总工作量workFound
return workFound;
} computeDatanodeWork()方法的处理逻辑大体如下：
1、如果namesystem处于安全模式，直接返回0；
2、通过心跳管理器heartbeatManager获取存活数据节点数numlive；
3、计算每个周期集群需要复制的数据块数量blocksToProcess：存活数据节点数numlive乘以集群每个周期每个DataNode平均待复制的数据块数量blocksReplWorkMultiplier，blocksReplWorkMultiplier取参数dfs.namenode.replication.work.multiplier.per.iteration，参数未配置的话默认为2；
4、计算集群每个周期待删除的无效数据块数量nodesToProcess：存活数据节点数numlive乘以集群每个周期每个DataNode平均待删除的无效数据块百分比blocksInvalidateWorkPct，blocksInvalidateWorkPct取参数dfs.namenode.invalidate.work.pct.per.iteration，参数未配置的话默认为0.32f，计算结果向上取整；
5、调用computeReplicationWork()方法，传入blocksToProcess，计算复制工作量workFound；
6、namesystem加写锁；
7、调用updateState()方法更新相关状态；
8、将计算得到的复制工作量workFound赋值给被调度复制的数据块数scheduledReplicationBlocksCount；
9、namesystem释放写锁；
10、调用computeInvalidateWork()方法，传入nodesToProcess()，计算删除无效块工作量，并累加到workFound；
11、返回总工作量workFound。
下面，我们看下计算复制工作量的computeReplicationWork()方法，代码如下：
/**
* Scan blocks in {@link #neededReplications} and assign replication
* work to data-nodes they belong to.
*
* The number of process blocks equals either twice the number of live
* data-nodes or the number of under-replicated blocks whichever is less.
*
* @return number of blocks scheduled for replication during this iteration.
*/
int computeReplicationWork(int blocksToProcess) {
List<List<Block>> blocksToReplicate = null;
// namesystem加写锁
namesystem.writeLock();
try {
// Choose the blocks to be replicated
// 通过neededReplications的chooseUnderReplicatedBlocks()方法，
// 选取blocksToProcess个待复制的数据块，放入blocksToReplicate列表，
// blocksToReplicate是一个数据块列表的列表，外层的位置索引代表数据块复制的优先级
blocksToReplicate = neededReplications
.chooseUnderReplicatedBlocks(blocksToProcess);
} finally {
// namesystem释放写锁
namesystem.writeUnlock();
}
// 调用computeReplicationWorkForBlocks()方法，进行实际数据块复制操作，传入待复制数据块列表的列表，位置索引代表复制的优先级
return computeReplicationWorkForBlocks(blocksToReplicate);
} computeReplicationWork()方法比较短，逻辑也很清晰，如下：
1、namesystem加写锁；
2、通过neededReplications的chooseUnderReplicatedBlocks()方法，选取blocksToProcess个待复制的数据块，放入blocksToReplicate列表，blocksToReplicate是一个数据块列表的列表，外层的位置索引代表数据块复制的优先级：
关于如何通过neededReplications的chooseUnderReplicatedBlocks()方法选取blocksToProcess个待复制的数据块，请参考《HDFS源码分析之UnderReplicatedBlocks（二）》一文；
3、namesystem释放写锁；
4、调用computeReplicationWorkForBlocks()方法，进行实际数据块复制操作，传入待复制数据块列表的列表，位置索引代表复制的优先级。
