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- 1 JuiceFS 高层架构与组件
- 2 搭建极简 JuiceFS 集群
- 2.1 搭建元数据集群
- 2.2 搭建对象存储（MinIO）
- 2.2.1 启动 MinIO server
- 2.2.2 创建 bucket
- 2.3 下载 juicefs 客户端
- 2.4 创建 JuiceFS volume
- 2.4.1 创建/格式化 volume：juicefs format
- 2.4.2 查看 MinIO bucket：多了一个 juicefs_uuid 文件
- 3 将 JuiceFS volume 挂载到本地路径
- 4 在 JuiceFS volume 挂载的本地路径内读写
- 4.1 创建和写入文件
- 4.2 查看文件属性
- 4.3 读取和追加文件
- 4.4 查找文件
- 4.5 删除文件
- 4.6 目录操作
- 4.7 小结
- 5 总结
- 参考资料
本篇首先快速了解下 JuiceFS 架构和组件，然后将搭建一个极简 JuiceFS 集群， 并以 JuiceFS 用户的身份来体验下它的基本功能。
1 JuiceFS 高层架构与组件
JuiceFS 的高层架构和组件，
Fig. JuiceFS cluster initialization, and how POSIX file operations are handled by JuiceFS.
三大组件：
- 元数据引擎：存储文件元数据，例如文件名、权限等。JuiceFS 支持多种元数据引擎，比如 TiKV、sqlite、redis 等。
- 对象存储：存储文件本身。JuiceFS 支持多种对象存储，比如 MinIO、AWS S3、阿里云 OSS 等。
- JuiceFS 客户端：将 JuiceFS volume 挂载到机器上，提供文件系统视图给用户。
更多架构信息，见 [1]。
2 搭建极简 JuiceFS 集群
接下来搭建一个极简 JuiceFS 环境，方便我们做一些功能测试。 按上一节提到的，只需要搭建以下 3 个组件：
- 元数据引擎，这里我们用
TiKV； - 对象存储，这里我们用
MinIO； - JuiceFS 客户端。
2.1 搭建元数据集群
对于功能测试来说，使用哪种元数据引擎都无所谓，比如最简单的 sqlite 或 redis。
不过，本系列第二篇会介绍 TiKV 相关的一些设计，所以本文用的 TiKV 集群作为元数据引擎， 相关的搭建步骤见社区文档。
本篇假设搭建的是三节点的 TiKV 集群，IP 地址分别是 192.168.1.{1,2,3}。
2.2 搭建对象存储（MinIO）
这里我们用 MinIO 搭建一个对象存储服务，主要是空集群方便观察其中的文件变化。
2.2.1 启动 MinIO server
MinIO 是一个兼容 S3 接口的开源对象存储产品，部署非常简单，就一个可执行文件，下载执行就行了。
也可以用容器，一条命令启动：
$ sudo docker run -p 9000:9000 -p 8080:8080 \
quay.io/minio/minio server /data --console-address "0.0.0.0:8080"
访问 http://localhost:8080/ 就能看到 MinIO 的管理界面了。默认账号密码都是 minioadmin。
2.2.2 创建 bucket
通过 MinIO 管理界面创建一个 bucket，这里我们命名为 juicefs-bucket，
Fig. MinIO bucket list: an empty bucket.
可以看到现在里面一个对象也没有，已使用空间也是 0 字节。
2.3 下载 juicefs 客户端
从 https://github.com/juicedata/juicefs/releases 下载一个可执行文件就行了，
$ wget https://github.com/juicedata/juicefs/releases/download/v1.2.1/juicefs-1.2.1-linux-amd64.tar.gz
$ tar -xvf juicefs-1.2.1-linux-amd64.tar.gz
$ chmod +x juicefs
2.4 创建 JuiceFS volume
接下来就可以创建一个 JuiceFS volume 了，这里命名为 foo-dev。
2.4.1 创建/格式化 volume：juicefs format
$ juicefs format --storage minio --bucket http://localhost:9000/juicefs-bucket \
--access-key minioadmin \
--secret-key minioadmin \
tikv://192.168.1.1:2379,192.168.1.2:2379,192.168.1.3:2379/foo-dev \
foo-dev
<INFO>: Meta address: tikv://192.168.1.1:2379,192.168.1.2:2379,192.168.1.3:2379/foo-dev [interface.go:504]
<INFO>: Data use minio://localhost:9000/juicefs-bucket/foo-dev/ [format.go:528]
<INFO>: Volume is formatted as {
"Name": "foo-dev",
"UUID": "3b4e509b-a7c8-456f-b726-cb8395cf8eb6",
"Storage": "minio",
"Bucket": "http://localhost:9000/juicefs-bucket",
"AccessKey": "minioadmin",
"SecretKey": "removed",
"BlockSize": 4096,
"UploadLimit": 0,
"DownloadLimit": 0,
...
}
2.4.2 查看 MinIO bucket：多了一个 juicefs_uuid 文件
再查看 MinIO bucket，会发现多了一个 object，
Fig. MinIO bucket browser: one object was created on a new juicefs volume creation.
点进去，发现是一个叫 juicefs_uuid 的文件，
Fig. MinIO bucket browser: one object was created after juicefs format.
可以把这个文件下载下来，其内容就是上面 juicefs format 命令输出的 uuid 信息，也就是说 juicefs client 会把 volume 的 uuid 上传到对象存储中。
3 将 JuiceFS volume 挂载到本地路径
这么我们将这个 volume 挂载到本地路径 /tmp/foo-dev，
$ ./juicefs mount --debug --backup-meta 0 \
tikv://192.168.1.1:2379,192.168.1.2:2379,192.168.1.3:2379/foo-dev /tmp/foo-dev
[INFO] [client.go:405] ["[pd] create pd client with endpoints"] [component=tikv] [pid=2881678] [pd-address="[192.168.1.1:2379,192.168.1.2:2379,192.168.1.3:2379]"]
[INFO] [base_client.go:378] ["[pd] switch leader"] [component=tikv] [pid=2881678] [new-leader=https://192.168.1.3:2379] [old-leader=]
[INFO] [base_client.go:105] ["[pd] init cluster id"] [component=tikv] [pid=2881678] [cluster-id=7418858894192002550]
[INFO] [client.go:698] ["[pd] tso dispatcher created"] [component=tikv] [pid=2881678] [dc-location=global]
<INFO>: Data use minio://localhost:9000/juicefs-bucket/foo-dev/ [mount.go:650]
...
进入目录：
$ cd /tmp/foo-dev
$ ls -ahl
-r-------- 1 root root 0 Oct 26 10:45 .accesslog
-r-------- 1 root root 2.9K Oct 26 10:45 .config
-r--r--r-- 1 root root 0 Oct 26 10:45 .stats
dr-xr-xr-x 2 root root 0 Oct 26 10:45 .trash
可以看到几个隐藏文件，
- 这些是 JuiceFS 的元数据文件，在 [1] 系列文章中有过详细介绍。
- 这些都是 volume 本地文件，不会上传到 MinIO。此时，MinIO
juicefs-bucket里面还是只有一个 uuid 文件。
4 在 JuiceFS volume 挂载的本地路径内读写
接下来进行一些 POSIX 操作测试。
4.1 创建和写入文件
创建三个文件，一个只有几十字节（但命名为 file1_1KB）， 一个 5MB，一个 129MB，
$ cd /tmp/foo-dev
$ echo "Hello, JuiceFS!" > file1_1KB
$ dd if=/dev/zero of=file2_5MB bs=1M count=5
5+0 records in
5+0 records out
5242880 bytes (5.2 MB, 5.0 MiB) copied, 0.0461253 s, 114 MB/s
$ dd if=/dev/zero of=file3_129MB bs=1M count=129
129+0 records in
129+0 records out
135266304 bytes (135 MB, 129 MiB) copied, 0.648757 s, 209 MB/s
4.2 查看文件属性
$ ls -ahl file*
-rw-r----- 1 root root 16 file1_1KB
-rw-r----- 1 root root 5.0M file2_5MB
-rw-r----- 1 root root 129M file3_129MB
$ file file2_5MB
file2_5MB: data
4.3 读取和追加文件
$ cat file1_1KB
Hello, JuiceFS!
$ echo "Hello, JuiceFS!" >> file1_1KB
$ cat file1_1KB
Hello, JuiceFS!
Hello, JuiceFS!
4.4 查找文件
$ find /tmp -name file1_1KB
/tmp/foo-dev/file1_1KB
4.5 删除文件
直接用 rm 删除就行了，不过这几个文件我们还有用，先不删。
4.6 目录操作
目录的创建、移动、修改权限、删除等待也是一样的，大家可以自己试试，这里不再赘述。
4.7 小结
根据以上测试，在 JuiceFS 挂载路径里创建/读写/查找/删除文件，都跟本地目录没什么区别 —— 这也正是「分布式“文件系统”」的意义所在 —— 兼容 POSIX 语义，用户无需关心数据存在哪， 当本地目录使用就行了（性能另当别论）。
5 总结
本篇中，我们作为 JuiceFS 用户对它进行了一些最基本的功能测试，结论是和本地文件系统没什么区别。
对于普通用户来说，了解到这一层就够了； 但对于高阶用户以及 JuiceFS 的开发/运维来说，这只是表象，必有第二重境界等着他们。
参考资料
- JuiceFS 元数据引擎初探：高层架构、引擎选型、读写工作流（2024）
