本文的主要目的是从源码级别讲解Hadoop中InputFormat和OutputFormat部分，首先简介InputFormat和OutputFormat，然后介绍两个重要的组件，RecordWriter和RecordReader，再以FileInputFormat和FileOutputFormat为例，介绍一组InputFormat和OutputFormat的实现细节，最后以SqoopInputFormat和SqoopOutputFormat为例，体会一下InputFormat和OutputFormat的灵活应用。
InputFormat和OutputFormat简介
InputFormat规定了MR框架，如何解析输入文件，比如说TextOutputFormat内部实现了一个LineRecordReader，从LineRecordReader#nextKeyValue方法可以看出，它的key是将要读的这一行数据的起始字节位置，value是这一行的内容。
OutputFormat规定了MR框架，最后输出的文件的内容格式，比如说SequenceFileOutputFormat，其getRecordWriter方法返回一个RecordWriter的内部类，具体的操作在SequenceFile类里write相关的方法中。SequenceFile的具体实现只从类来看比价复杂，其一条记录可以简单理解成如下的格式[record length][key length][key][value]。
RecordReader和RecordWriter简介
上边提到了RecordReader和RecordWriter，这里简单介绍一下，RecordWriter和RecordReader在MR框架每一个输入输出的地方用到，读写操作调用的都是RecordReader和RecordWriter提供的接口，比如说我们在Mapper#map和Reducer#reduce的结束通常都会写这样一行代码context.write(key,value)，这行代码实际调用的就是RecordWriter#write方法，RecordReader是MR框架调用的。
一个InputFormat对应一个RecordReader，一个OutputFormat对应一个RecordWriter。这样在后边的DIY的时候，也知道应该写些什么了。
FileInputFormat和FileOutputFormat
这里以FileInputFormat，FileOutputFormat和其对应的子类TextInputFormat和TextOutputFormat为例，分析一套InputFormat和OutputFormat的具体实现。
1. InputFormat
InputFormat抽象类中有两个方法：
InputFormat#getSplits(JobContext context)
对输入文件进行逻辑上的分片
InputFormat#createRecordReader(InputSplitsplit,TaskAttemptContext context)
返回一个RecordReader对象，该对象可将输入的InputSplit解析成若干个key/value对。
2. FileInputFormat
所有需要处理文件的InputFormat的基类，从其实现可以看出，FileInputFormat主要是实现InputFormat#getSplit(JobContext context)方法，由于每个子类对应不同的输入格式，所以解析InputSplit的方法InputFormat#createRecordReader(InputSplit split,TaskAttemptContextcontext)由各个子类自己实现。
这里我们先分析FileInputFormat#getSplit(JobContext context)方法。
/**
* Generate the list of files and make them into FileSplits.
* @param job the job context
* @throws IOException
*/
public List<InputSplit> getSplits(JobContext job) throwsIOException {
long minSize = Math.max(getFormatMinSplitSize(), getMinSplitSize(job));
long maxSize = getMaxSplitSize(job);
// generatesplits
List<InputSplit> splits = new ArrayList<InputSplit>();
List<FileStatus> files = listStatus(job);//获取输入的所有文件
for (FileStatus file: files) {//一次循环处理一个文件
Path path = file.getPath();
long length = file.getLen();
if (length != 0) {//文件不是空的
FileSystem fs =path.getFileSystem(job.getConfiguration());
BlockLocation[] blkLocations =fs.getFileBlockLocations(file, 0, length);//获取一个文件的所有的Block的带位置的信息
if (isSplitable(job, path)) {
long blockSize = file.getBlockSize();
long splitSize =computeSplitSize(blockSize, minSize, maxSize);//计算一个FileSplit的大小，计算过程如下，Math.max(minSize,Math.min(maxSize, blockSize))
long bytesRemaining =length;
//这个while循环就是根据上边的准备的信息，不停的读文件，产生FileSplit，一直到文件末尾。
while (((double)bytesRemaining)/splitSize > SPLIT_SLOP) {
int blkIndex =getBlockIndex(blkLocations, length-bytesRemaining);
splits.add(makeSplit(path,length-bytesRemaining, splitSize,
blkLocations[blkIndex].getHosts()));
bytesRemaining -= splitSize;
}
//处理最后不足splitSize大小的数据
if (bytesRemaining != 0) {
int blkIndex =getBlockIndex(blkLocations, length-bytesRemaining);
splits.add(makeSplit(path,length-bytesRemaining, bytesRemaining,
blkLocations[blkIndex].getHosts()));
}
} else { // not splitable不能分割的话，文件只有一块blkLocations[0]就是这一块
splits.add(makeSplit(path, 0, length,blkLocations[0].getHosts()));
}
} else {
//Create empty hosts array for zerolength files
splits.add(makeSplit(path, 0, length,new String[0]));
}
}
// Save the number of input files for metrics/loadgen
job.getConfiguration().setLong(NUM_INPUT_FILES, files.size());
LOG.debug("Total # of splits: " + splits.size());
return splits;
}
3. TextInputFormat
TextInputFormat直接使用了FileInputFormat的getSplits方法，自己实现了createRecordReader方法。
TextInputFormat#createRecordReader方法逻辑比较简单，最后返回一个LineRecordReader对象，下面主要看这个方法LineRecordReader#nextKeyValue。
public boolean nextKeyValue() throws IOException {
if (key == null) {
key = newLongWritable();
}
key.set(pos);
if (value == null) {
value = new Text();
}
int newSize = 0;
// We always read oneextra line, which lies outside the upper
// split limit i.e. (end -1)
while (getFilePosition() <= end) {
//这一句就是读数据的地方了
newSize =in.readLine(value, maxLineLength,
Math.max(maxBytesToConsume(pos), maxLineLength));
if (newSize == 0) {
break;
}
pos += newSize;
if (newSize <maxLineLength) {
break;
}
// line too long. tryagain
LOG.info("Skippedline of size " + newSize + " at pos " +
(pos -newSize));
}
if (newSize == 0) {
key = null;
value = null;
return false;
} else {
return true;
}
}4. OutputFormat
OutputFormat# getRecordWriter (TaskAttemptContext context)
返回一个RecordWriter对象
OutputFormat# checkOutputSpecs (JobContext context)
判断输出文件存不存在，写过MR程序的人应该很熟悉了，如果输出路径已经存在话，会抛出一个Output directory " + outDir + " already exists"错误，就是这个方法抛出的。
OutputFormat# getOutputCommitter (TaskAttemptContext context)
MR运行过程中，会产生很多中间文件，比如Mapper的输出，推测式执行Task时产生的文件等等，这个方法负责在任务执行完成后，处理这些中间文件。顺便说下，OutputCommitter对象里的方法都是回调方法，MR自动调用。
5. FileOutputFormat
FileOutputFormat对上边提到的3个方法中的后两个提供了通用的实现，OutputFormat# getRecordWriter (TaskAttemptContext context)方法需要子类自己实现。
public void checkOutputSpecs(JobContext job
) throws FileAlreadyExistsException, IOException{
// Ensure that the outputdirectory is set and not already there
Path outDir =getOutputPath(job);
if (outDir == null) {
throw newInvalidJobConfException("Output directory not set.");
}
// get delegation tokenfor outDir's file system
TokenCache.obtainTokensForNamenodes(job.getCredentials(),
new Path[] { outDir },job.getConfiguration());
if(outDir.getFileSystem(job.getConfiguration()).exists(outDir)) {
throw newFileAlreadyExistsException("Output directory " + outDir +
" already exists");
}
}
public synchronized
OutputCommittergetOutputCommitter(TaskAttemptContext context
)throws IOException {
if (committer == null) {
Path output =getOutputPath(context);
committer = newFileOutputCommitter(output, context);
}
return committer;
}
6. TextOutputFormat
TextOutputFormat直接使用了FileInputFormat的getSplits方法，自己实现了createRecordReader方法。
TextOutputFormat#createRecordWriter方法逻辑比较简单，最后返回一个LineRecordWriter对象，下面主要看这个方法LineRecordReader#write(K key,V Value)。
public synchronized void write(K key, V value)
throws IOException {
boolean nullKey = key ==null || key instanceof NullWritable;
boolean nullValue =value == null || value instanceof NullWritable;
if (nullKey &&nullValue) {
return;
}
//这个地方是最主要的逻辑
if (!nullKey) {
writeObject(key);//写出key
}
if (!(nullKey ||nullValue)) {
out.write(keyValueSeparator);//写出key/value的分隔符
}
if (!nullValue) {
writeObject(value);//写出value
}
out.write(newline);//写出行结束符
}
SqoopInputFormat和SqoopOutputFormat
下面的分析基于Sqoop1.99.3
在Sqoop中，InputFormat和OutputFormat的子类有3个，分别是：
public class SqoopInputFormat extendsInputFormat<SqoopSplit, NullWritable>
public class SqoopFileOutputFormat extendsFileOutputFormat<Data, NullWritable>
public class SqoopNullOutputFormat extendsOutputFormat<Data, NullWritable>
下面一个个分析：
1. SqoopInputFormat
从泛型传入的类型可以看出，SqoopInputFormat的key是SqoopSplit，value是NullWritable。直接把整个InputSplit作为key，传到Mapper中，SqoopInputFormat不对InputSplit做任何的解析操作。
2. SqoopFileOutputFormat
从泛型传入的类型来看，跟SqoopInputFormat类似，只是用KEY部分保存信息。SqoopFileOutputFormat只重写了父类FileOutputFormat的getRecordWriter方法和getOutputCommitter方法，checkOutputSpec方法使用的父类的。
getRecordWriter方法调用SqoopOutputFormatLoadExecutor#getRecordWriter，这个方法在返回一个SqoopRecordWriter的同时，开启一个消费者线程，SqoopRecordWriter是生产者线程。[后面接着分析Sqoop源码时细说]
3. SqoopNullOutputFormat
SqoopNullOutputFormat将OutputFormat的3个方法都重写了。SqoopNullOutputFormat#getRecordWriter方法同样是调用SqoopOutputFormatLoadExecutor#getRecordWriter。
