寫作背景
互聯(lián)網(wǎng)應用經(jīng)歷了從早期單一架構到垂直架構，再到分布式架構的技術發(fā)展過程。在業(yè)務體系不斷發(fā)展變化，用戶體量和性能要求遠非傳統(tǒng)行業(yè)所能比擬的當下，越來越多的公司跨入了分布式、云原生架構的行列，分布式架構成為主流趨勢。
但分布式架構系統(tǒng)面臨著一些與生俱來的問題，比如部署復雜、響應時間長、運維復雜等，其中根本的是多個節(jié)點之間的數(shù)據(jù)共享問題。面對這些問題，你可以選擇自己實現(xiàn)一個可靠的共享存儲來同步信息，或者是依賴一個可靠的共享存儲服務。
至于可靠的共享存儲服務，etcd是一個優(yōu)秀的可選項。etcd是一款分布式存儲中間件，使用Go語言編寫，并通過raft一致性算法處理和確保分布式一致性，解決了分布式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)一致性的問題。
etcd在分布式架構和云原生時代落地實踐；作為一款分布式、可靠的鍵值存儲組件，etcd常用于微服務架構中的服務注冊與發(fā)現(xiàn)中心，相較于ZooKeeper部署更簡單，而且具有數(shù)據(jù)持久化、支持SSL客戶端安全認證的獨特優(yōu)勢。
此外，由于etcd中涉及了數(shù)據(jù)一致性、多版本并發(fā)控制、Watch監(jiān)控、磁盤I/O讀寫等知識點，深入學習etcd可以幫助我們從開源項目中學習底層原理，進一步提高分布式架構設計的能力。
除了分布式架構中的應用，etcd還是目前非常熱門的云原生存儲組件，它自2018年底作為孵化項目加入CNCF（云原生計算基金會），并于2020年11月成功畢業(yè)。
我們都知道，上云的過程必然是曲折的。以筆者所在的在線教育行業(yè)為例，從原有的單體業(yè)務改造到逐步替換成云原生架構，其中花費的人力、時間成本都很大，這不僅與實際的業(yè)務復雜度、升級的決心有關，更關乎技術復雜度，在線課程直播場景甚至要求架構實現(xiàn)高性能、高并發(fā)和高可用性，這些都遠遠超出傳統(tǒng)單體應用的設計和開發(fā)范疇。
etcd作為云原生架構中重要的基礎組件，各個微服務之間通過etcd保證調(diào)用的可用性和正確性。其他許多知名項目（包括Kubernetes、CoreDNS和TiKV等）也都依賴etcd來實現(xiàn)可靠的分布式數(shù)據(jù)存儲，它的成功可見一斑。
IBM開放技術高級軟件工程師兼etcd維護者Sahdev Zala也指出：etcd在提供分布式鍵-值存儲方面發(fā)揮著關鍵作用。其存儲功能不僅具有很高的可用性，而且能夠滿足大規(guī)模Kubernetes集群所提出的強一致性要求。
etcd不斷提高的普及率、開放的治理以及完善的功能成熟度使它在云原生時代大受青睞，也因此被越來越多的公司在系統(tǒng)服務中引入，甚至替代原有的類似組件（如ZooKeeper、Consul、Eureka等）。目前，etcd已被許多公司用于生產(chǎn)，包括阿里巴巴、亞馬遜、百度、Google等。
本書主要內(nèi)容
當前，云原生架構逐步成為系統(tǒng)架構的主流，由于其可以大大提升產(chǎn)品的開發(fā)迭代效率，降低運維和硬件成本；因此企業(yè)要不要上云已不再是一個艱難的選擇題，而成為必然趨勢。etcd作為分布式架構下的一款優(yōu)秀組件，在云原生時代更是大放異彩，成為Kubernetes平臺默認的容器注冊與發(fā)現(xiàn)組件。
希望通過etcd學習分布式組件的道，掌握學習之道會在后續(xù)的自我提升中發(fā)揮長期價值。無論在將來的面試還是開發(fā)中，切中分布式系統(tǒng)開發(fā)的要點，并將原理和應用結合起來，才能充分體現(xiàn)個人的核心競爭力。
本書圍繞etcd組件，從基礎知識點到底層原理全面深入地展開介紹，主要包含如下的三個模塊。
（1）基礎概念與操作篇
首先淺談云原生架構背景，分布式系統(tǒng)中如何保證一致性；接著介紹etcd是一款什么樣的組件、etcd相關的特性、應用場景、部署的方式，還包括了客戶端命令行工具的使用以及etcd通信加密TLS。初步了解etcd的這些基本使用以及核心API，為后面的學習打下基礎。
（2）etcd實現(xiàn)原理與關鍵技術篇
介紹etcd的工作方式與內(nèi)部實現(xiàn)原理，并重點介紹etcd的etcd-raft模塊、WAL日志與快照備份、多版本控制MVCC、backend存儲、事務實現(xiàn)、Watch和Lease機制等，后梳理etcd Server的啟動流程，以及如何處理客戶端請求。通過這一模塊的學習，可以幫助我們從原理層面深入了解etcd的工作機制以及整體架構，同時將有助于后續(xù)二次開發(fā)或者排查遇到的問題。
（3）實踐案例篇
在掌握了etcd相關知識點的情況下，在應用實踐部分將會帶你學習etcd clientv3的具體應用，包括如何基于etcd實現(xiàn)分布式鎖應用，以及如何在微服務中集成etcd作為服務注冊與發(fā)現(xiàn)中心；后我們會分析在Kubernetes中如何基于etcd完成容器的調(diào)度。
適合哪些讀者
服務端開發(fā)的工程師，往往會使用部分分布式組件，但是對分布式系統(tǒng)的實現(xiàn)原理，對分布式組件的實現(xiàn)細節(jié)不清楚。這種情況阻礙了他們完成高質量的開發(fā)任務、提升個人能力以及職業(yè)晉升。etcd是云原生架構下的重要組件，從學習etcd開始，在了解etcd的基礎上更容易快速熟悉分布式系統(tǒng)實現(xiàn)的一些細節(jié)和原理。
本書適合具有分布式基礎，且正在從事分布式系統(tǒng)開發(fā)的工程師、微服務開發(fā)者、分布式系統(tǒng)的架構師和運維人員學習，特別適合正在基于etcd進行相關實踐和二次開發(fā)的工程師。對云原生架構感興趣的同學通過本書也可以學習到分布式系統(tǒng)的原理與實踐。建議讀者在閱讀本書時首先了解基本的Go語言語法，推薦本書同系列其他圖書《深入Go語言開發(fā)與實踐》以及《Go語言高并發(fā)與微服務實戰(zhàn)》。
源代碼獲取
紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。
毋庸置疑，讀者學習和掌握etcd的目的是提升實踐工作的技能，因此筆者非常希望本書的讀者在閱讀書中知識點并理解作者實踐思路的同時，將書中的實現(xiàn)代碼和示例代碼根據(jù)自己的理解程度進行實踐操作，這樣可以更透徹地了解書中所講知識，并通過動手實踐檢查自己的不足，深刻領會源碼內(nèi)涵；因此筆者將書中源代碼打包整理，傾囊相送；讀者可以通過如下的地址獲取使用：
https://github.com/longjoy/etcd-book-code
作者團隊與致謝
本書由朱榮鑫、劉峰共同完成。全書由朱榮鑫統(tǒng)稿。本書的完成需要感謝很多朋友和同行的傾力幫助，感謝筆者的好友張?zhí)旌忘S迪璇在本書撰寫前后提供了很多內(nèi)容組織方面的建議；感謝公眾號的讀者袁洋與王金懷利用休息時間幫忙審稿，提出了寶貴的意見，幫助進一步完善了本書的內(nèi)容，給了筆者很多實質性的指導；感謝拉勾教育平臺以及編輯佟可欣老師，其出品的《etcd原理與實踐》課程幫助筆者積累了大量etcd寫作的素材，本書也是對課程內(nèi)容的進一步完善。
寫書是一件枯燥的事情，一本書從想法、策劃到出版非常不易，編輯老師給了筆者很大的信心和幫助。在內(nèi)容和結構組織上，筆者同本書責任編輯荊波老師進行了多次討論和校正，因此特別感謝中國鐵道出版社有限公司為本書的出版所作的努力。