DAY0: ETCD 架構

下圖中展示了 etcd 如何處理一個客戶端請求涉及到的模塊和流程。圖中淡紫色的矩陣表示 etcd ，它包括如下幾個模塊：

etcd架構圖

• etcd server：
  對外接受客戶端的請求，請求 etcd 代碼中的 etcd server 目錄，其中還有一個 raft.go 的模塊與 etcd raft 庫進行通信。etcd server 中與存儲相關的模塊是 applierV3，這里封裝了 V3 版本的數(shù)據(jù)存儲， WAL(write ahead log)，用于寫數(shù)據(jù)日志，etcd 啟動時會根據(jù)這部分內(nèi)容進行恢復

• etcd raft：
  etcd 的 raft 庫，前面的文章已經(jīng)具體分析過這部分代碼。除了與本節(jié)點的 etcd server 通信之外，還與集群中的其他 etcd server 進行交互一致性數(shù)據(jù)同步的工作（集群中其他etcd服務用橙色的橢圓表示）。

一個請求與一個 etcd 集群的交互主要流程分為兩大部分：

寫數(shù)據(jù)到某個 etcd server 中。
該 etcd server 與集群中的其他 etcd 節(jié)點進行交互， 當確保數(shù)據(jù)已經(jīng)被存儲之后應答客戶端。

請求流程劃分為了以下幾個子步驟：

1. etcd server 收到客戶端請求。
2. etcd server 將請求發(fā)送給本模塊的 raft.go，這里負責與 etcd raft 模塊進行通信。
3. raft.go 將數(shù)據(jù)封裝成 raft 日志的形式提交給 raft 模塊。
4. raft 模塊會首先保存到 raftLog 的 unstable 存儲部分。
5. raft 模塊通過 raft 協(xié)議與集群中其他 etcd 節(jié)點進行交互。

應答步驟如下：

1. 集群中其他節(jié)點向 leader 節(jié)點應答接收這條數(shù)據(jù)庫。
2. 當 leader 節(jié)點收到超過半數(shù)以上應答接收這條日志數(shù)據(jù)的節(jié)點時，etcd raft 通過 Ready 結構體通知 etcd server 中的 raft 該日志數(shù)據(jù)已經(jīng) commit。
3. raft.go 收到 Ready 數(shù)據(jù)時，首先將這條日志寫到 WAL 模塊中。
4. 通知最上層的 etcd server 該日志已經(jīng) commit。
5. etcd server 調(diào)用 applierV3 模塊將日志寫入持久化存儲中。
6. etcd server 應答客戶端該數(shù)據(jù)寫入成功。
7. 最后 etcd server 調(diào)用 etcd raft，修改其 raftLog 模塊的數(shù)據(jù)，將這條日志寫入 raftLog storage 中。

從上面的流程可以看到：

etcd raft 模塊在應答某條日志數(shù)據(jù)已經(jīng) commit 之后，是首先寫入到 WAL 模塊中的，因為這個模塊只是添加一條日志，所以速度很快。即使在后面 applierV3 寫入失敗，重啟的時候也可以根據(jù) WAL 模塊中的日志數(shù)據(jù)進行恢復。
etcd raft 中的 raftLog，按照前面文章的分析，其中的數(shù)據(jù)是保存到內(nèi)存的，重啟即失效，上層應用真實的數(shù)據(jù)是持久化保存到 WAL 和 applierV3 中的。

主要模塊分析

主要模塊

1. 用于與客戶端交互和底層 raft 模塊通信的 etcd-server
2. 用于與集群中其他 etcd 節(jié)點通信的 etcd-raft
   • 選主
   • 用于存儲日志的 etcd-WAL
3. 用于與客戶端交互的 etcd-client
4. 用于持久化用戶數(shù)據(jù)的 etcd-storage
5. 用于模塊通信之間的網(wǎng)絡協(xié)議
6. 復制狀態(tài)機
7. 持久存儲K-V數(shù)據(jù)庫