1.特點(diǎn)：??

????????etcd 是云原生架構(gòu)中重要的基礎(chǔ)組件。有如下特點(diǎn)：

• 簡(jiǎn)單：安裝配置簡(jiǎn)單，而且提供了 HTTP API 進(jìn)行交互，使用也很簡(jiǎn)單
• 鍵值對(duì)存儲(chǔ)：將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在分層組織的目錄中，如同在標(biāo)準(zhǔn)文件系統(tǒng)中
• 監(jiān)測(cè)變更：監(jiān)測(cè)特定的鍵或目錄以進(jìn)行更改，并對(duì)值的更改做出反應(yīng)
• 安全：支持 SSL 證書驗(yàn)證
• 快速：根據(jù)官方提供的 benchmark 數(shù)據(jù)，單實(shí)例支持每秒 2k+ 讀操作
• 可靠：采用 raft 算法，實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可用性和一致性

????????etcd 是一個(gè)高度一致的分布式鍵值存儲(chǔ)，它提供了一種可靠的方式來存儲(chǔ)需要由分布式系統(tǒng)或機(jī)器集群訪問的數(shù)據(jù)。它可以優(yōu)雅地處理網(wǎng)絡(luò)分區(qū)期間的 leader 選舉，以應(yīng)對(duì)機(jī)器的故障，即使是在 leader 節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)

2.使用場(chǎng)景：

????????etcd 比較多的應(yīng)用場(chǎng)景是用于服務(wù)注冊(cè)與發(fā)現(xiàn)，除此之外，也可以用于鍵值對(duì)存儲(chǔ)，應(yīng)用程序可以讀取和寫入 etcd 中的數(shù)據(jù)。

? ? ? ? 2.1 鍵值對(duì)存儲(chǔ)

????????????????歸根結(jié)底，etcd 是一個(gè)鍵值存儲(chǔ)的組件，其他的應(yīng)用都是基于其鍵值存儲(chǔ)的功能展開。etcd 的存儲(chǔ)有如下特點(diǎn)：

• 采用kv型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，一般情況下比關(guān)系型數(shù)據(jù)庫快。
• 支持動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)(內(nèi)存)以及靜態(tài)存儲(chǔ)(磁盤)。
• 分布式存儲(chǔ)，可集成為多節(jié)點(diǎn)集群。
• 存儲(chǔ)方式，采用類似目錄結(jié)構(gòu)。
• 只有葉子節(jié)點(diǎn)才能真正存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，相當(dāng)于文件。
• 葉子節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)一定是目錄，目錄不能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

????????????????etcd leader 的延遲是要跟蹤的最重要的指標(biāo)，并且內(nèi)置儀表板具有專用于此的視圖。在我們的測(cè)試中，嚴(yán)重的延遲會(huì)在群集內(nèi)造成不穩(wěn)定，因?yàn)?Raft 的速度僅與大多數(shù)機(jī)器中最慢的機(jī)器一樣快。我們可以通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整群集來緩解此問題。etcd 已在具有高度可變網(wǎng)絡(luò)的云提供商上進(jìn)行了預(yù)調(diào)

????????2.2 服務(wù)注冊(cè)與發(fā)現(xiàn)

????????????????服務(wù)注冊(cè)與發(fā)現(xiàn)(Service Discovery)要解決的是分布式系統(tǒng)中最常見的問題之一，即在同一個(gè)分布式集群中的進(jìn)程或服務(wù)如何才能找到對(duì)方并建立連接。從本質(zhì)上說，服務(wù)發(fā)現(xiàn)就是要了解集群中是否有進(jìn)程在監(jiān)聽 UDP 或者 TCP 端口，并且通過名字就可以進(jìn)行查找和鏈接。要解決服務(wù)發(fā)現(xiàn)的問題，需要下面三大支柱，缺一不可

• 強(qiáng)一致性、高可用的服務(wù)存儲(chǔ)目錄。
  基于 Raft 算法的 etcd 天生就是這樣一個(gè)強(qiáng)一致性、高可用的服務(wù)存儲(chǔ)目錄。
• 一種注冊(cè)服務(wù)和服務(wù)健康狀況的機(jī)制。
  用戶可以在 etcd 中注冊(cè)服務(wù)，并且對(duì)注冊(cè)的服務(wù)配置 key TTL，定時(shí)保持服務(wù)的心跳以達(dá)到監(jiān)控健康狀態(tài)的效果。
• 一種查找和連接服務(wù)的機(jī)制。通過在 etcd 指定的主題下注冊(cè)的服務(wù)也能在對(duì)應(yīng)的主題下查找到。為了確保連接，我們可以在每個(gè)服務(wù)機(jī)器上都部署一個(gè) Proxy 模式的 etcd，這樣就可以確保訪問 etcd 集群的服務(wù)都能夠互相連接。

? ? ? ? 2.3?消息發(fā)布與訂閱

????????????????在分布式系統(tǒng)中，最適用的一種組件間通信方式就是消息發(fā)布與訂閱。即構(gòu)建一個(gè)配置共享中心，數(shù)據(jù)提供者在這個(gè)配置中心發(fā)布消息，而消息使用者則訂閱他們關(guān)心的主題，一旦主題有消息發(fā)布，就會(huì)實(shí)時(shí)通知訂閱者。通過這種方式可以做到分布式系統(tǒng)配置的集中式管理與動(dòng)態(tài)更新。

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????????應(yīng)用中用到的一些配置信息放到etcd上進(jìn)行集中管理。這類場(chǎng)景的使用方式通常是這樣：應(yīng)用在啟動(dòng)的時(shí)候主動(dòng)從etcd獲取一次配置信息，同時(shí)，在etcd節(jié)點(diǎn)上注冊(cè)一個(gè)Watcher并等待，以后每次配置有更新的時(shí)候，etcd都會(huì)實(shí)時(shí)通知訂閱者，以此達(dá)到獲取最新配置信息的目的。

????????分布式搜索服務(wù)中，索引的元信息和服務(wù)器集群機(jī)器的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)存放在etcd中，供各個(gè)客戶端訂閱使用。使用etcd的key TTL功能可以確保機(jī)器狀態(tài)是實(shí)時(shí)更新的。

????????分布式日志收集系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)的核心工作是收集分布在不同機(jī)器的日志。收集器通常是按照應(yīng)用（或主題）來分配收集任務(wù)單元，因此可以在etcd上創(chuàng)建一個(gè)以應(yīng)用（主題）命名的目錄P，并將這個(gè)應(yīng)用（主題相關(guān)）的所有機(jī)器ip，以子目錄的形式存儲(chǔ)到目錄P上，然后設(shè)置一個(gè) etcd 遞歸的Watcher，遞歸式的監(jiān)控應(yīng)用（主題）目錄下所有信息的變動(dòng)。這樣就實(shí)現(xiàn)了機(jī)器IP（消息）變動(dòng)的時(shí)候，能夠?qū)崟r(shí)通知到收集器調(diào)整任務(wù)分配。

????????系統(tǒng)中信息需要?jiǎng)討B(tài)自動(dòng)獲取與人工干預(yù)修改信息請(qǐng)求內(nèi)容的情況。通常是暴露出接口，例如JMX接口，來獲取一些運(yùn)行時(shí)的信息。引入etcd之后，就不用自己實(shí)現(xiàn)一套方案了，只要將這些信息存放到指定的etcd目錄中即可，etcd的這些目錄就可以通過HTTP的接口在外部訪問

? ? ? ? 2.4?分布式通知與協(xié)調(diào)

????????這里說到的分布式通知與協(xié)調(diào)，與消息發(fā)布和訂閱有些相似。在分布式系統(tǒng)中，最適用的一種組件間通信方式就是消息發(fā)布與訂閱。即構(gòu)建一個(gè)配置共享中心，數(shù)據(jù)提供者在這個(gè)配置中心發(fā)布消息，而消息使用者則訂閱他們關(guān)心的主題，一旦主題有消息發(fā)布，就會(huì)實(shí)時(shí)通知訂閱者。通過這種方式可以做到分布式系統(tǒng)配置的集中式管理與動(dòng)態(tài)更新。

????????這里用到了etcd中的Watcher機(jī)制，通過注冊(cè)與異步通知機(jī)制，實(shí)現(xiàn)分布式環(huán)境下不同系統(tǒng)之間的通知與協(xié)調(diào)，從而對(duì)數(shù)據(jù)變更做到實(shí)時(shí)處理。實(shí)現(xiàn)方式通常是這樣：不同系統(tǒng)都在etcd上對(duì)同一個(gè)目錄進(jìn)行注冊(cè)，同時(shí)設(shè)置Watcher觀測(cè)該目錄的變化（如果對(duì)子目錄的變化也有需要，可以設(shè)置遞歸模式），當(dāng)某個(gè)系統(tǒng)更新了etcd的目錄，那么設(shè)置了Watcher的系統(tǒng)就會(huì)收到通知，并作出相應(yīng)處理。

????????通過etcd進(jìn)行低耦合的心跳檢測(cè)。檢測(cè)系統(tǒng)和被檢測(cè)系統(tǒng)通過etcd上某個(gè)目錄關(guān)聯(lián)而非直接關(guān)聯(lián)起來，這樣可以大大減少系統(tǒng)的耦合性

????????通過etcd完成系統(tǒng)調(diào)度。某系統(tǒng)有控制臺(tái)和推送系統(tǒng)兩部分組成，控制臺(tái)的職責(zé)是控制推送系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的推送工作。管理人員在控制臺(tái)作的一些操作，實(shí)際上是修改了etcd上某些目錄節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，而etcd就把這些變化通知給注冊(cè)了Watcher的推送系統(tǒng)客戶端，推送系統(tǒng)再作出相應(yīng)的推送任務(wù)。

????????通過etcd完成工作匯報(bào)。大部分類似的任務(wù)分發(fā)系統(tǒng)，子任務(wù)啟動(dòng)后，到etcd來注冊(cè)一個(gè)臨時(shí)工作目錄，并且定時(shí)將自己的進(jìn)度進(jìn)行匯報(bào)（將進(jìn)度寫入到這個(gè)臨時(shí)目錄），這樣任務(wù)管理者就能夠?qū)崟r(shí)知道任務(wù)進(jìn)度。

? ? ? ? 2.5?分布式鎖

????????當(dāng)在分布式系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)只有一份（或有限制），此時(shí)需要利用鎖的技術(shù)控制某一時(shí)刻修改數(shù)據(jù)的進(jìn)程數(shù)。與單機(jī)模式下的鎖不僅需要保證進(jìn)程可見，分布式環(huán)境下還需要考慮進(jìn)程與鎖之間的網(wǎng)絡(luò)問題。

????????分布式鎖可以將標(biāo)記存在內(nèi)存，只是該內(nèi)存不是某個(gè)進(jìn)程分配的內(nèi)存而是公共內(nèi)存如 Redis、Memcache。至于利用數(shù)據(jù)庫、文件等做鎖與單機(jī)的實(shí)現(xiàn)是一樣的，只要保證標(biāo)記能互斥就行。

????????因?yàn)閑tcd使用Raft算法保持了數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性，某次操作存儲(chǔ)到集群中的值必然是全局一致的，所以很容易實(shí)現(xiàn)分布式鎖。鎖服務(wù)有兩種使用方式，一是保持獨(dú)占，二是控制時(shí)序。

????????保持獨(dú)占即所有獲取鎖的用戶最終只有一個(gè)可以得到。etcd為此提供了一套實(shí)現(xiàn)分布式鎖原子操作CAS（CompareAndSwap）的API。通過設(shè)置prevExist值，可以保證在多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)去創(chuàng)建某個(gè)目錄時(shí)，只有一個(gè)成功。而創(chuàng)建成功的用戶就可以認(rèn)為是獲得了鎖。

????????控制時(shí)序，即所有想要獲得鎖的用戶都會(huì)被安排執(zhí)行，但是獲得鎖的順序也是全局唯一的，同時(shí)決定了執(zhí)行順序。etcd為此也提供了一套API（自動(dòng)創(chuàng)建有序鍵），對(duì)一個(gè)目錄建值時(shí)指定為POST動(dòng)作，這樣etcd會(huì)自動(dòng)在目錄下生成一個(gè)當(dāng)前最大的值為鍵，存儲(chǔ)這個(gè)新的值（客戶端編號(hào)）。同時(shí)還可以使用API按順序列出所有當(dāng)前目錄下的鍵值。此時(shí)這些鍵的值就是客戶端的時(shí)序，而這些鍵中存儲(chǔ)的值可以是代表客戶端的編號(hào)文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-857002.html

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