GO 中 ETCD 的编码案例分享

我们来回顾一下上次我们说到的服务注册和发现

分享了服务注册和发现是什么
CAP 定理是什么
ETCD 是什么，以及ETCD 和 Zookeeper的对比
ETCD 的分布式锁实现的简单原理

要是对服务注册与发现，ETCD 还有点兴趣的话，欢迎查看文章 服务注册与发现之ETCD

今天我们来看看 GO 如何去操作 ETCD ，这个开源的、高可用的分布式key-value存储系统

感兴趣的小伙伴可以看看GO 的 ETCD 官方文档

pkg.go.dev/go.etcd.io/…

根据官方文档，我们本次分享几个点

ETCD 如何安装
ETCD 里面对于 KEY 的PUT 和GET操作
WATCH操作
Lease 租约
KeepAlive 保活
ETCD 分布式锁的实现

ETCD 如何安装

ETCD 的安装和部署

这里我们就做一个简单的单机部署

到 github 上下载最新的 etcd 包，github.com/etcd-io/etc…
解压后，将 etcd 和 etcdctl 拷贝到我们的 $GOBIN目录下，或者加入我们系统的环境变量即可（目的是可以直接键入etcd 系统能够运行该可执行文件）
可以使用 etcd --version 查看版本

关于 ETCD 的命令就不在此做过的分享了，今天主要是分享 GO 如何使用 ETCD

包的安装

本次我们使用的是 ETCD 的 clientv3 包，我们执行如下命令即可正确安装 ETCD

 go get go.etcd.io/etcd/clientv3

无论你是直接执行上面的命令，还是通过 go mod 的方式，去下载 ETCD 的 clientv3包，可能会出现如下问题：

/root/go/pkg/mod/github.com/coreos/etcd@v3.3.25+incompatible/clientv3/balancer/picker/roundrobin_balanced.go:55:54: undefined: balancer.PickOptions
# github.com/coreos/etcd/clientv3/balancer/resolver/endpoint
/root/go/pkg/mod/github.com/coreos/etcd@v3.3.25+incompatible/clientv3/balancer/resolver/endpoint/endpoint.go:114:78: undefined: resolver.BuildOption
/root/go/pkg/mod/github.com/coreos/etcd@v3.3.25+incompatible/clientv3/balancer/resolver/endpoint/endpoint.go:182:31: undefined: resolver.ResolveNowOption

如上问题，是因为包冲突了，我们只需要将如下替换包的命令放到我们 go.mod 下面即可

replace google.golang.org/grpc => google.golang.org/grpc v1.26.0

例如我的 go.mod 是这样的

module my_etcd
go 1.15
require (
        github.com/coreos/etcd v3.3.25+incompatible // indirect
        github.com/coreos/go-semver v0.3.0 // indirect
        github.com/coreos/go-systemd v0.0.0-20191104093116-d3cd4ed1dbcf // indirect
        github.com/coreos/pkg v0.0.0-20180928190104-399ea9e2e55f // indirect
        github.com/gogo/protobuf v1.3.2 // indirect
        github.com/google/uuid v1.2.0 // indirect
        go.etcd.io/etcd v3.3.25+incompatible
        go.uber.org/zap v1.17.0 // indirect
        google.golang.org/grpc v1.38.0 // indirect
)
replace google.golang.org/grpc => google.golang.org/grpc v1.26.0

这里顺便插一句， go mod进行包管理的方式从 GO 1.14之后就开始有了，go mod管理包非常方便，这里简单分享一下如何使用

在和 main.go 的同级目录下，初始化一个go mod，执行如下命令

shell

复制代码

go mod init xxx

写好我们的代码在 main.go 文件中，即可在 main.go 的同级目录下执行 go build 进行编译 go程序
若编译出现上述问题，那么就可以在生成的go.mod 文件中加入上述替换包的语句即可

包安装好了，我们可以开始进行编码了

ETCD 的设置 KEY 和获取 KEY 操作

ETCD 的默认端口是这样的：

2379 端口

提供 HTTP API 服务

2380 端口

用来与 peer 通信

我们开始写一个 GET 和 PUT KEY 的DEMO

package main
import (
   "context"
   "log"
   "time"
   "go.etcd.io/etcd/clientv3"
)
func main() {
   // 设置 log 参数 ，打印当前时间 和 当前行数
   log.SetFlags(log.Ltime | log.Llongfile)
    // ETCD 默认端口号是 2379
   // 使用 ETCD 的 clientv3 包
   client, err := clientv3.New(clientv3.Config{
      Endpoints:   []string{"127.0.0.1:2379"},
      //超时时间 10 秒
      DialTimeout: 10 * time.Second,
   })
   if err != nil {
      log.Printf("connect to etcd error : %v\n", err)
      return
   }
   log.Printf("connect to etcd successfully ...")
   // defer 最后关闭 连接
   defer client.Close()
   // PUT KEY 为 name , value 为 xiaomotong
   ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second)
   _, err = client.Put(ctx, "name", "xiaomotong")
   cancel()
   if err != nil {
      log.Printf("PUT key to etcd error : %v\n", err)
      return
   }
   // 获取ETCD 的KEY
   ctx, cancel = context.WithTimeout(context.Background(), time.Second)
   resp, err := client.Get(ctx, "name")
   cancel()
   if err != nil {
      log.Printf("GET key-value from etcd error : %v\n", err)
      return
   }
   // 遍历读出 KEY 和对应的 value
   for _, ev := range resp.Kvs {
      log.Printf("%s : %s\n", ev.Key, ev.Value)
   }
}

感兴趣的小伙伴可以将上述代码拷贝到你的环境中进行运行，即可看到你想要的答案

ETCD 的 WATCH操作

WATCH操作就是拍一个哨兵监控某一个key对应值的变化，包括新增，删除，修改

func main() {
   // 设置 log 参数 ，打印当前时间 和 当前行数
   log.SetFlags(log.Ltime | log.Llongfile)
    // ETCD 默认端口号是 2379
   // 使用 ETCD 的 clientv3 包
   client, err := clientv3.New(clientv3.Config{
      Endpoints:   []string{"127.0.0.1:2379"},
      DialTimeout: 10 * time.Second,
   })
   if err != nil {
      log.Printf("connect to etcd error : %v\n", err)
      return
   }
   log.Printf("connect to etcd successfully ...")
   defer client.Close()
   // 派一个哨兵 一直监视 name 的变化
   // respCh 是一个通道
   respCh := client.Watch(context.Background(), "name")
   // 若 respCh 为空，会阻塞在这里
   for watchResp := range respCh {
      for _, v := range watchResp.Events {
         log.Printf("type =  %s , Key = %s , Value = %s\n", 
            v.Type, v.Kv.Key, v.Kv.Value)
      }
   }
}

上述代码因为 respCh是一个通道，若里面没有数据的话，下面的 for 循环，会阻塞的等，因此需要我们自己在终端上面模拟新增，删除，修改 name 对应的值，那么，我们的程序就会做出对应的相应

例如，我在终端命令中敲入：etcdctl --endpoints=http://127.0.0.1:2379 put name "xiaomotong"

那么，我们上述代码运行的程序就会输出如下语句

./my_etcd
22:18:39 /home/xiaomotong/my_etcd/main.go:23: connect to etcd successfully ...
22:18:43 /home/xiaomotong/my_etcd/main.go:31:type =  PUT , Key = name , Value = xiaomotong

ETCD 的 LEASE 操作

LEASE ，租约，就是将自己的某一个 key 设置一个有效时间 / 过期时间，类似于 REDIS 里面的 SETNX

func main() {
   // 设置 log 参数 ，打印当前时间 和 当前行数
   log.SetFlags(log.Ltime | log.Llongfile)
   // ETCD 默认端口号是 2379
   // 使用 ETCD 的 clientv3 包
   client, err := clientv3.New(clientv3.Config{
      Endpoints:   []string{"127.0.0.1:2379"},
      DialTimeout: 10 * time.Second,
   })
   if err != nil {
      log.Printf("connect to etcd error : %v\n", err)
      return
   }
   log.Printf("connect to etcd successfully ...")
   defer client.Close()
   // 我们创建一个 20秒钟的租约
   resp, err := client.Grant(context.TODO(), 20)
   if err != nil {
      log.Printf("client.Grant error : %v\n", err)
      return
   }
   // 20秒钟之后, /name 这个key就会被移除
   _, err = client.Put(context.TODO(), "/name", "xiaomotong", clientv3.WithLease(resp.ID))
   if err != nil {
      log.Printf("client.Put error : %v\n", err)
      return
   }
}

上述 name , 20 秒钟之后就会自动失效

ETCD 的保活操作

顺便说一下，keepalived 也是一个开源的组件，用作高可用，感兴趣的可以深入了解一下

此处的 keepalived 是保活，这里是 ETCD 的保活，可以在上述代码中做一个调整，上述的 name ，不失效

func main() {
   // 设置 log 参数 ，打印当前时间 和 当前行数
   log.SetFlags(log.Ltime | log.Llongfile)
   // ETCD 默认端口号是 2379
   // 使用 ETCD 的 clientv3 包
   client, err := clientv3.New(clientv3.Config{
      Endpoints:   []string{"127.0.0.1:2379"},
      DialTimeout: 10 * time.Second,
   })
   if err != nil {
      log.Printf("connect to etcd error : %v\n", err)
      return
   }
   log.Printf("connect to etcd successfully ...")
   defer client.Close()
   // 我们创建一个 20秒钟的租约
   resp, err := client.Grant(context.TODO(), 20)
   if err != nil {
      log.Printf("client.Grant error : %v\n", err)
      return
   }
   // 20秒钟之后, /name 这个key就会被移除
   _, err = client.Put(context.TODO(), "/name", "xiaomotong", clientv3.WithLease(resp.ID))
   if err != nil {
      log.Printf("client.Put error : %v\n", err)
      return
   }
   // 这个key  name ，将永久被保存
   ch, kaerr := client.KeepAlive(context.TODO(), resp.ID)
   if kaerr != nil {
      log.Fatal(kaerr)
   }
   for {
      ka := <-ch
      log.Println("ttl:", ka.TTL)
   }
}

咱可以看看 keepalived 的官方说明 ,

KeepAlive 使给定的租约永远存活。如果发送到通道的 keepalive 响应没有立即被使用，租期客户端将至少每秒钟继续向 etcd 服务器发送keepalive 请求，直到使用最新的响应。

// KeepAlive keeps the given lease alive forever. If the keepalive response
// posted to the channel is not consumed immediately, the lease client will
// continue sending keep alive requests to the etcd server at least every
// second until latest response is consumed.
//
// The returned "LeaseKeepAliveResponse" channel closes if underlying keep
// alive stream is interrupted in some way the client cannot handle itself;
// given context "ctx" is canceled or timed out. "LeaseKeepAliveResponse"
// from this closed channel is nil.
//
// If client keep alive loop halts with an unexpected error (e.g. "etcdserver:
// no leader") or canceled by the caller (e.g. context.Canceled), the error
// is returned. Otherwise, it retries.
//
// TODO(v4.0): post errors to last keep alive message before closing
// (see https://github.com/coreos/etcd/pull/7866)
KeepAlive(ctx context.Context, id LeaseID) (<-chan *LeaseKeepAliveResponse, error)

来看看 ETCD 的分布式锁实现

这里需要引入一个新的包，"github.com/coreos/etcd/clientv3/concurrency"

不过使用go mod 管理方式的小伙伴就不用操心了，写完代码，直接 go build，GO 工具会直接帮我们下载相关包，并编译好

Go 这一点真的相当不戳

package main
import (
  "context"
  "github.com/coreos/etcd/clientv3"
  "github.com/coreos/etcd/clientv3/concurrency"
  "log"
)
func main (){
   // 设置 log 参数 ，打印当前时间 和 当前行数
   log.SetFlags(log.Ltime | log.Llongfile)
   // ETCD 默认端口号是 2379
   // 使用 ETCD 的 clientv3 包
   // Endpoints 需填入 url 列表
   client, err := clientv3.New(clientv3.Config{Endpoints: []string{"/name"}})
   if err != nil {
      log.Printf("connect to etcd error : %v\n", err)
      return
   }
   defer client.Close()
   // 创建第一个 会话
   session1, err := concurrency.NewSession(client)
   if err != nil {
      log.Printf("concurrency.NewSession 1 error : %v\n", err)
      return
   }
   defer session1.Close()
   // 设置锁
   myMu1 := concurrency.NewMutex(session1, "/lock")
   // 创建第二个 会话
   session2, err := concurrency.NewSession(client)
   if err != nil {
      log.Printf("concurrency.NewSession 2 error : %v\n", err)
      return
   }
   defer session2.Close()
   // 设置锁
   myMu2 := concurrency.NewMutex(session2, "/lock")
   // 会话s1获取锁
   if err := myMu1.Lock(context.TODO()); err != nil {
      log.Printf("myMu1.Lock error : %v\n", err)
      return
   }
   log.Println("Get session1 lock ")
   m2Chan := make(chan struct{})
   go func() {
      defer close(m2Chan)
      // 如果加锁不成功会阻塞，知道加锁成功为止
      // 这里是使用一个通道的方式来通信
      // 当 myMu2 能加锁成功，说明myMu1 解锁成功
      // 当 myMu2 加锁成功的时候，会关闭 通道
      // 关闭通道，从通道中读出来的就是nil
      if err := myMu2.Lock(context.TODO()); err != nil {
         log.Printf("myMu2.Lock error : %v\n", err)
         return
      }
   }()
   // 解锁
   if err := myMu1.Unlock(context.TODO()); err != nil {
      log.Printf("myMu1.Unlock error : %v\n", err)
      return
   }
   log.Println("Release session1 lock ")
   // 读取到nil
   <-m2Chan
   log.Println("Get session2 lock")
}

在上述代码中，我们创建 2 个会话来模拟分布式锁

我们先让第 1 个会话拿到锁，并且第 2 个会话会去尝试加锁

当第 2个会话，正确加锁成功的时候，会关闭一个通道，来确认自己真的加到锁了

上述第 2 个会话加锁的逻辑如下：

如果加锁不成功会阻塞，知道加锁成功为止
这里是使用一个通道的方式来通信
当 myMu2 能加锁成功，说明 myMu1 解锁成功
当 myMu2 加锁成功的时候，会关闭 m2Chan 通道
关闭通道，从 m2Chan通道中读出来的就是nil ，确认会话 2 加锁成功

总结

分享了ETCD的简单单点部署，ETCD 使用到的包安装，以及会遇到的问题
ETCD 的设置和获取KEY
ETCD 的WATCH 监控 KEY的简化
ETCD 的租约和保活机制
ETCD 的分布式锁的简单实现

如上的编码案例，大家可以拿下来自己运行看看效果，一起学习，一起进步

若想更多的深入了解和学习，可以看文章最开始说到的官方文档，官方文档中的案例更加详尽

具体的源码也是非常详细的，就怕你学不会

欢迎点赞，关注，收藏

朋友们，你的支持和鼓励，是我坚持分享，提高质量的动力

好了，本次就到这里

技术是开放的，我们的心态，更应是开放的。拥抱变化，向阳而生，努力向前行。

我是阿兵云原生，欢迎点赞关注收藏，下次见~

GO 中 ETCD 的编码案例分享

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ETCD 如何安装

ETCD 的安装和部署

包的安装

ETCD 的设置 KEY 和获取 KEY 操作

ETCD 的 WATCH操作

ETCD 的 LEASE 操作

ETCD 的保活操作

来看看 ETCD 的分布式锁实现

总结

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