Botposter.com集群ETCD2.3.7升级至3.0实录

jesse_joygenio

7月1日,为庆祝我党生日,ETCD隆重发布了3.0版本。Botposter.com也在第一时间对集群进行了升级。本文是升级过程的记录与总结(文中假设读者已经使用或测试过ETCD V2,如有不妥请见谅)。

Botposet.com是一款与HubSpot类似的营销自动化SAAS产品,全部使用golang开发。

说明

在Botposter.com中,ETCD主要用于以下两个职责:

  • master选举

  • 集群信息保存

早期曾使用ETCD的TTL来实现master心跳检测,由于性能原因在Botposter.com上个月的重构中取消了这种用法。这也恰好简化了升级难度,因为ETCD v3对TTL有重大改动。

准备

资料准备

迁移工作的主要参考以下两篇资料:

https://github.com/coreos/etcd/blob/master/Documentation/op-guide/v2-migration.md

https://github.com/coreos/etcd/blob/master/Documentation/upgrades/upgrade_3_0.md

测试环境

开始升级前需要搭建测试环境,过程非常简单,这一点ETCD做得非常好,V3版本与V2版本无论从安装方式和配置参数完全一致。

安装参考链接:https://github.com/coreos/etcd/releases

配置参考链接:https://github.com/coreos/etcd/blob/master/Documentation/op-guide/clustering.md

配置好测试环境后,使用etcdctl测试ETCD V3是否可以正常使用。 这里需要注意,一定不要忘记在环境变量中加入ETCDCTL_API=3 。否则在操作V3时,无论使用SET,GET都没有任何数据返回,也没有错误返回。建议ETCD V3可以提供错误提示。我在这里耽误了一些时间,因为想当然的以为,使用ETCD V3和ETCDCTL V3是默认匹配的。
ETCDCTL的文档链接:https://github.com/coreos/etcd/blob/master/etcdctl/README.md#migrate-options

注意:我在第一次使用etcdctl member list命令(所有的命令都会出错,此处以member list举例)的时候,返回下面错误代码:

grpc: addrConn.resetTransport failed to create client transport: connection error: desc = "transport: dial tcp 127.0.0.1:22379: getsockopt: connection refused"; Reconnecting to {"127.0.0.1:22379" <nil>}

单独运行etcdctl命令,会返回etcdctl的使用帮助,其中有一行:

--endpoints=[127.0.0.1:2379,127.0.0.1:22379,127.0.0.1:32379]    gRPC endpoints

原来默认gRPC的endpoints有三个,解决这个问题的已知办法有两个:
一是在etcdctl命令行中加入--endpoints参数

etcdctl --endpoints=127.0.0.1:2379 member list

二是在etcd启动参数中增加其它端口

-listen-client-urls http://127.0.0.1:2379,http://127.0.0.1:22379,http://127.0.0.1:32379

在Botposter.com中暂时使用第二种方法。因为迁移时间有限,没有继续查看是否可以修改gRPC的默认--endpoints。

API V2与V3区别

  • 事务:ETCD V3提供了多键条件事务(multi-key conditional transactions),应用各种需要使用事务代替原来的Compare-And-Swap操作。

  • 平键空间(Flat key space):ETCD V3不再使用目录结构,只保留键。例如:"/a/b/c/"是一个键,而不是目录。V3中提供了前缀查询,来获取符合前缀条件的所有键值,这变向实现了V2中查询一个目录下所有子目录和节点的功能。

  • 简洁的响应:像DELETE这类操作成功后将不再返回操作前的值。如果希望获得删除前的值,可以使用事务,来实现一个原子操作,先获取键值,然后再删除。

  • 租约:租约代替了V2中的TTL实现,TTL绑定到一个租约上,键再附加到这个租约上。当TTL过期时,租约将被销毁,同时附加到这个租约上的键也被删除。

与Botposter.com有关的改动只有平键空间,因为系统中使用ETCD目录结构保存了master,node和task的全部信息。
从官方文档的表述看,事务和租约值得测试并用于优化V2的用法。

客户端代码升级

平键空间

将原代码中包含以下代码的部分都修改为

&client.GetOptions{Recursive: true}

都修改为

clientv3.WithPrefix()

数据类型

在V2版本中,resp.Node.ModifiedIndex的数据类型为uint64,V3中revision为int64。
因为在Botposter.com使用了resp.Node.ModifiedIndex作为全局序列标识,所以,需要将原系统中的数据类型修改为int64。

Compare-And-Swap

在V2的一种典型用法就是Compare-And-Swap,在Botposter.com中也使用这种方法实现了分布式锁,实现方法是在SET操作时增加下面的操作:

&client.SetOptions{PrevExist: "false"})

即,只有当前key不存在时,才能写入成功。

在V3中,改为由事务实现。具体代码如下:

kvc := clientv3.NewKV(&cli)
r, _ := kvc.Txn(context.Background()).
    If(clientv3.Compare(clientv3.CreateRevision(key), "=", 0)).
    Then(clientv3.OpPut(key, v)).
    Commit()

Txn的具体用法参考:https://godoc.org/github.com/coreos/etcd/clientv3#example-KV--Txn

Node

在V2中,get操作response回来的value保存在response.node.value,如果是一个directory,返回的结果集保存在response.node.nodes中。

V3做了大幅修改,因为V3中不再有directory,所有的key都是flat key,所以,所有get操作的返回值都保存在GetResponse.Kvs(数据类型是[]*mvccpb.KeyValue)中。而且V2中,keynotfound等错误在V3中都不再保留,V3中,当查询的key不存在时,GetResponse.Count为0,len(GetResponse.Kvs)也为0,Get操作返回的error为nil。所以在V2中的代码如

response.Node.Value

需要改为

GetResponse.Kvs[0].Value

另外值得注意的是,V3中的key和value的返回值都是[]byte类型,这可以减少很多string与[]byte的数据类型转换操作。

ETCD升级

ETCD升级很简单,先按照安装参考链接:https://github.com/coreos/etcd/releases ,下载并解压文件。
因为Bostposter.com集群有自动恢复机制,所以使用离线升级的方式,在所有服务器运行脚本:

service etcd stop
cp etcd /usr/local/bin
service etcd start

ETCD的所有启动参数都不需要修改,升级时间不超过1秒。
ETCD升级后,升级集群服务的代码,只有在升级流程容器时需要重启2000多个流程,全部恢复时间大概在1分钟左右。

至此,升级工作全部完成。对系统功能和集群都做了测试,没有出现任何问题。

感受

下面说说升级到ETCD V3后的感受,时间有限没有做精确测试,没有数据支撑略显不够严谨。

首先,V3服务器端的内存比V2占用得更高,至少高50%。尤其是压力增大时,内存占用飙升得很快,压力减小后几分钟内存会释放出来。

其次,Client使用后一定要Close,因为在V2时,Botposter.com中使用了sync.pool来保存Client。当升级到V3后,操作频繁时池化的Client会占用非常多的内存,因为没有做具体测试,还不清楚一个Client占用多少内存。目前的解决办法是Client不再池化,而且使用后立即Close。

第三,V3的API更加合理,直接的结果是代码量减少了,异常处理也变得更简单。

第四,从升级后的整体表现看,V3的性能比V2要很多。

整体来说,在有条件的情况下,我建议升级至ETCD V3。时间仓促,如有笔误请大家及时指出,谢谢。

内容为作者原创,未经允许请勿转载,谢谢合作。


关于作者:
Jesse,目前在Joygenio工作,从事golang语言开发与架构设计。
正在开发维护的产品:www.botposter.com

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