go操作etcd

etcd是近幾年比較火熱的一個開源的、分布式的鍵值對數據存儲系統，提供共享配置、服務的注冊和發現，本文主要介紹etcd的安裝和使用。

etcd

etcd介紹

etcd是使用Go語言開發的一個開源的、高可用的分布式key-value存儲系統，可以用於配置共享和服務的注冊和發現。

類似項目有zookeeper和consul。

etcd具有以下特點：

完全復制：集群中的每個節點都可以使用完整的存檔
高可用性：Etcd可用於避免硬件的單點故障或網絡問題
一致性：每次讀取都會返回跨多主機的最新寫入
簡單：包括一個定義良好、面向用戶的API（gRPC）
安全：實現了帶有可選的客戶端證書身份驗證的自動化TLS
快速：每秒10000次寫入的基准速度
可靠：使用Raft算法實現了強一致、高可用的服務存儲目錄

etcd應用場景

服務發現

服務發現要解決的也是分布式系統中最常見的問題之一，即在同一個分布式集群中的進程或服務，要如何才能找到對方並建立連接。本質上來說，服務發現就是想要了解集群中是否有進程在監聽 udp 或 tcp 端口，並且通過名字就可以查找和連接。

$E:\Lenrn_notes\21go\2.0筆記整理\image\etcd_01.png$

配置中心

將一些配置信息放到 etcd 上進行集中管理。

這類場景的使用方式通常是這樣：應用在啟動的時候主動從 etcd 獲取一次配置信息，同時，在 etcd 節點上注冊一個 Watcher 並等待，以后每次配置有更新的時候，etcd 都會實時通知訂閱者，以此達到獲取最新配置信息的目的。

分布式鎖

因為 etcd 使用 Raft 算法保持了數據的強一致性，某次操作存儲到集群中的值必然是全局一致的，所以很容易實現分布式鎖。鎖服務有兩種使用方式，一是保持獨占，二是控制時序。

保持獨占即所有獲取鎖的用戶最終只有一個可以得到。etcd 為此提供了一套實現分布式鎖原子操作 CAS（CompareAndSwap）的 API。通過設置prevExist值，可以保證在多個節點同時去創建某個目錄時，只有一個成功。而創建成功的用戶就可以認為是獲得了鎖。
控制時序，即所有想要獲得鎖的用戶都會被安排執行，但是獲得鎖的順序也是全局唯一的，同時決定了執行順序。etcd 為此也提供了一套 API（自動創建有序鍵），對一個目錄建值時指定為POST動作，這樣 etcd 會自動在目錄下生成一個當前最大的值為鍵，存儲這個新的值（客戶端編號）。同時還可以使用 API 按順序列出所有當前目錄下的鍵值。此時這些鍵的值就是客戶端的時序，而這些鍵中存儲的值可以是代表客戶端的編號。

$E:\Lenrn_notes\21go\2.0筆記整理\image\etcd_02.png$

為什么用 etcd 而不用ZooKeeper？

etcd 實現的這些功能，ZooKeeper都能實現。那么為什么要用 etcd 而非直接使用ZooKeeper呢？

為什么不選擇ZooKeeper？

部署維護復雜，其使用的Paxos強一致性算法復雜難懂。官方只提供了Java和C兩種語言的接口。
使用Java編寫引入大量的依賴。運維人員維護起來比較麻煩。
最近幾年發展緩慢，不如etcd和consul等后起之秀。

為什么選擇etcd？

簡單。使用 Go 語言編寫部署簡單；支持HTTP/JSON API,使用簡單；使用 Raft 算法保證強一致性讓用戶易於理解。
etcd 默認數據一更新就進行持久化。
etcd 支持 SSL 客戶端安全認證。

最后，etcd 作為一個年輕的項目，正在高速迭代和開發中，這既是一個優點，也是一個缺點。優點是它的未來具有無限的可能性，缺點是無法得到大項目長時間使用的檢驗。然而，目前 CoreOS、Kubernetes和CloudFoundry等知名項目均在生產環境中使用了etcd，所以總的來說，etcd值得你去嘗試。

etcd集群

etcd 作為一個高可用鍵值存儲系統，天生就是為集群化而設計的。由於 Raft 算法在做決策時需要多數節點的投票，所以 etcd 一般部署集群推薦奇數個節點，推薦的數量為 3、5 或者 7 個節點構成一個集群。

搭建一個3節點集群示例：

在每個etcd節點指定集群成員，為了區分不同的集群最好同時配置一個獨一無二的token。

下面是提前定義好的集群信息，其中n1、n2和n3表示3個不同的etcd節點。

TOKEN=token-01
CLUSTER_STATE=new
CLUSTER=n1=http://10.240.0.17:2380,n2=http://10.240.0.18:2380,n3=http://10.240.0.19:2380

在n1這台機器上執行以下命令來啟動etcd：

etcd --data-dir=data.etcd --name n1 \
	--initial-advertise-peer-urls http://10.240.0.17:2380 --listen-peer-urls http://10.240.0.17:2380 \
	--advertise-client-urls http://10.240.0.17:2379 --listen-client-urls http://10.240.0.17:2379 \
	--initial-cluster ${CLUSTER} \
	--initial-cluster-state ${CLUSTER_STATE} --initial-cluster-token ${TOKEN}

在n2這台機器上執行以下命令啟動etcd：

etcd --data-dir=data.etcd --name n2 \
	--initial-advertise-peer-urls http://10.240.0.18:2380 --listen-peer-urls http://10.240.0.18:2380 \
	--advertise-client-urls http://10.240.0.18:2379 --listen-client-urls http://10.240.0.18:2379 \
	--initial-cluster ${CLUSTER} \
	--initial-cluster-state ${CLUSTER_STATE} --initial-cluster-token ${TOKEN}

在n3這台機器上執行以下命令啟動etcd：

etcd --data-dir=data.etcd --name n3 \
	--initial-advertise-peer-urls http://10.240.0.19:2380 --listen-peer-urls http://10.240.0.19:2380 \
	--advertise-client-urls http://10.240.0.19:2379 --listen-client-urls http://10.240.0.19:2379 \
	--initial-cluster ${CLUSTER} \
	--initial-cluster-state ${CLUSTER_STATE} --initial-cluster-token ${TOKEN}

etcd 官網提供了一個可以公網訪問的 etcd 存儲地址。你可以通過如下命令得到 etcd 服務的目錄，並把它作為-discovery參數使用。

curl https://discovery.etcd.io/new?size=3
https://discovery.etcd.io/a81b5818e67a6ea83e9d4daea5ecbc92

# grab this token
TOKEN=token-01
CLUSTER_STATE=new
DISCOVERY=https://discovery.etcd.io/a81b5818e67a6ea83e9d4daea5ecbc92


etcd --data-dir=data.etcd --name n1 \
	--initial-advertise-peer-urls http://10.240.0.17:2380 --listen-peer-urls http://10.240.0.17:2380 \
	--advertise-client-urls http://10.240.0.17:2379 --listen-client-urls http://10.240.0.17:2379 \
	--discovery ${DISCOVERY} \
	--initial-cluster-state ${CLUSTER_STATE} --initial-cluster-token ${TOKEN}


etcd --data-dir=data.etcd --name n2 \
	--initial-advertise-peer-urls http://10.240.0.18:2380 --listen-peer-urls http://10.240.0.18:2380 \
	--advertise-client-urls http://10.240.0.18:2379 --listen-client-urls http://10.240.0.18:2379 \
	--discovery ${DISCOVERY} \
	--initial-cluster-state ${CLUSTER_STATE} --initial-cluster-token ${TOKEN}


etcd --data-dir=data.etcd --name n3 \
	--initial-advertise-peer-urls http://10.240.0.19:2380 --listen-peer-urls http://10.240.0.19:2380 \
	--advertise-client-urls http://10.240.0.19:2379 --listen-client-urls http:/10.240.0.19:2379 \
	--discovery ${DISCOVERY} \
	--initial-cluster-state ${CLUSTER_STATE} --initial-cluster-token ${TOKEN}

到此etcd集群就搭建起來了，可以使用etcdctl來連接etcd。

export ETCDCTL_API=3
HOST_1=10.240.0.17
HOST_2=10.240.0.18
HOST_3=10.240.0.19
ENDPOINTS=$HOST_1:2379,$HOST_2:2379,$HOST_3:2379

etcdctl --endpoints=$ENDPOINTS member list