分布式-Etcd介绍

Etcd客户端基本操作

提供了如下操作接口：

• put - 添加一个新的 key-value 到存储中
• get - 获取一个 key 的 value
• delete - 删除节点
• range - 获取一个范围的 key 的 value，例如：key1 - key10
• txn（Transaction） - 读、if-else、修改、写的组合（事务处理）
• watch - 监控一个或一个范围的 key，发生变化后就会得到通知

Etcd整体架构

gRPC Server：集群之间的通讯及Server与Client之间的通讯

Boltdb：是支持事务的KV数据库，boltdb为每一个key都创建了一个索引（B+树），B+树中存储了这个key的版本信息（如下）

 

 

• raft_term任期，每一个Leader当选，任期就+1
• revision：全局版本号，只要对etcd进行修改，全局版本号就+1
• create_revision：创建key时的全局版本号
• mod_revision：修改key时的全局版本号

步骤：

0）写请求发送
1）转发给Leader
2）Leader写日志记录，
    2.1）Leader将写日志操作广播到Follower
    2.2）Follower写日志
3）Follower返回ack表示收到
4）Leader提交写数据到磁盘
    4.1）Leader广播commit信息到Follower
    4.2）Follower提交数据到磁盘

Etcd一致性实现 raft机制  

raft是Etcd的一致性实现机制，主要包括集群的Leader选举、数据复制、http://thesecretlivesofdata.com/raft/

Leader选举

0）集群三个节点为例
1）当未收到Leader发送的消息，则三个节点分别随机产生时间进行选举倒计时，谁先倒计时完成，谁成为候选者
2）候选者term任期+1，对自己的vote投票数+1，候选者节点重新选举倒计时，并向其他节点发送投票消息
3）其他节点收到消息后回复，也分别重新开始倒计时
4）候选者收到>n/2的消息，则自动成为Leader
5）成为Leader后，Leader会发送心跳/数据给Follower节点，每次Follower节点收到后都会重置选举倒计时
6）如果Leader节点Down机，循环1）->5）

Log复制

流程如上架构图

Etcd分布式锁机制

Lease租约（过期时间）：etcd将过期时间相同的key放在一起，称为一个租约

续约：一般在主线程下再开启一个子线程专门用来续约，在租约时长还剩1/3时进行续约

1.获取锁，即存个key并规定这个key的过期时间（Lease)，如果存在key则锁存在，如果key过期则无锁。

2.在获取锁的主线程下，开一个子线程专门用来续约，如果主线程没有执行完，则在租约时长还剩1/3时子线程会进行续约。

所以，如果服务Down掉，子线程也会Down掉，则锁到租期后会自动解锁。