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如何进行etcd的分析

这篇文章给大家介绍如何进行etcd的分析，内容非常详细，感兴趣的小伙伴们可以参考借鉴，希望对大家能有所帮助。

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机制

概念

Raft：etcd所采用的保证分布式系统强一致性的算法
Node：一个Raft状态机实例
Member：一个etcd实例它管理着一个Node，并且可以为客户端请求提供服务
Cluster：由多个Member构成可以协同工作的etcd集群
Peer：对同一个etcd集群中另外一个Member的称呼
Client：向etcd集群发送HTTP请求的客户端
WAL：预写式日志，etcd用于持久化存储的日志格式
snapshot：etcd防止WAL文件过多而设置的快照，存储etcd数据状态
Proxy：etcd的一种模式，为etcd集群提供反向代理服务
Leader：Raft算法中通过竞选而产生的处理所有数据提交的节点
Follower：竞选失败的节点作为Raft中的从属节点，为算法提供强一致性保证
Candidate：当Follower超过一定时间接收不到Leader的心跳时转变为Candidate开始竞选
Term：某个节点成为Leader到下一次竞选时间，称为一个Term
Index：数据项编号Raft中通过Term和Index来定位数据

Etcd 的 Raft

由于Raft算法在做决策时需要多数节点的投票，所以etcd一般部署集群推荐奇数个节点，推荐的数量为3、5或者7个节点构成一个集群。

脑裂

解决方案

引入一个新的概念, region leader

region leader 是一个逻辑上的概念
任意时刻对于某一个 region 来说, 一定只拥有一个 region leader

每个 region leader 在任期之内尝试每隔 t 时间间隔, 在 raft group 内部更新一下 region leader 的 lease.
所有的读写请求都必须通过 region leader 完成

但是值得注意的是， region leader 和 raft leader 可能不是一个节点。当 region leader 和 raft leader 不重合的时候，region leader 会将请求转发给当前的 raft leader

当网络出现分区时，会出现以下几种情况：

region leader 落在多数派，老 raft leader 在多数派这边
region leader 落在多数派，老 raft leader 在少数派这边
region leader 落在少数派，老 raft leader 在多数派这边
region leader 落在少数派，老 raft leader 在少数派这边

存储(v3)

v3和之前版本差别太大，仅以其为准

Backend：BoltDB

基本特点

单机
支持事务
键值对

事务处理

增、删、读：都要获取一个事务

只读事务：只读，只能查找 Bucket 和 K/V
读写事务：可读写

结束时：若无异常，则提交事务
有异常：抛弃整个事务

MVCC

结构层次

revision：对同一个 key 每次修改都对应一个revision - main：每次事务+1 - sub：同次事务每次对其操作+1 generation： - 一个key 在生命周期内可能被频繁删除 - 从某次创建到该次删除的所有 revision 集合组成一个 generation key：每个 key 是由多个 generation 组成多版本 keyIndex：组织这个多版本 key 的结构体叫做 keyIndex

维护

多个版本同时保持，需要不定期清理

删除过老版本
ectd提供了命令行工具

实现

type keyIndex struct {
	key         []byte
	modified    revision //最新版本revision
	generations []generation  //代
}
type generation struct {
	ver     int64
	created revision // 创建这个代的第一个版本
	revs    []revision//版本数组
}
type revision struct {
	main int64  //事务id，全局递增
	sub int64   // 事务内递增
}

例子插入数据

(key1, value1)
(key2, value2)

更新数据

(key1, update1)
(key2, update2)

存储的记录

rev={1 0}, key=key1, value="value1"
rev={1 0}, key=key2, value="value2"
rev={2 0}, key=key1, value="update1"
rev={2 1}, key=key2, value="update2"

内存索引：KeyIndex