分布式選主

在分布式系統中，應用服務常常會通過多個節點（或實例）的方式來保證高可用。然而在某些場景下，有些數據或者任務無法被并行操作，此時就需要由一個特定的節點來執行這些特殊的任務（或者進行協調及決策），這個特定的節點也就是領導者（Leader），而在多個節點中選擇領導者的機制也就是分布式選主（Leader Election）。MlO28資訊網——每日最新資訊28at.com

MlO28資訊網——每日最新資訊28at.com

如今諸多知名項目也都使用了分布式選主，例如：MlO28資訊網——每日最新資訊28at.com

• Etcd
• Kafka
• Elasticsearch
• Zookeeper

常用算法包括：MlO28資訊網——每日最新資訊28at.com

• Paxos：一種著名的分布式共識算法，原理和實現較為復雜（此算法基本就是共識理論的奠基之作，曾有人說："世界上只有一種共識協議，就是 Paxos，其他所有共識算法都是 Paxos 的退化版本"）。
• Raft：目前最廣泛使用的分布式共識算法之一，Etcd 使用的就是 Raft，Elasticsearch 和 Kafka 在后來的版本中也都拋棄了早期的算法并轉向了 Raft。
• ZAB（Zookeeper Atomic Broadcast）：Zookeeper 使用的一致性協議，也包括選主機制。

Kubernetes Lease

在 Kubernetes 中，諸如 kube-scheduler 和 kube-controller-manager 等核心組件也需要使用分布式選主，因為其需要確保任一時刻只有一個調度器在做出調度決策，同一時間只有一個控制管理器在處理資源對象。MlO28資訊網——每日最新資訊28at.com

然而，除了核心組件，用戶的應用服務很可能也有類似分布式選主的需求，為了滿足這種通用需求，kubernetes 提供了 Lease（翻譯為“租約”）這樣一個特殊的資源對象。MlO28資訊網——每日最新資訊28at.com

MlO28資訊網——每日最新資訊28at.com

如上圖所示，在 k8s 中選主是通過爭搶一個分布式鎖（Lease）來實現的，搶到鎖的實例成為 leader，為了確認自己持續存活，leader 需要不斷的續簽這個鎖（Lease），一旦 leader 掛掉，則鎖被釋放，其他候選人便可以競爭成為新的 leader。MlO28資訊網——每日最新資訊28at.com

Lease 的結構也很簡單：MlO28資訊網——每日最新資訊28at.com

apiVersion: coordination.k8s.io/v1kind: Leasemetadata:  # objectspec:  acquireTime: # 當前租約被獲取的時間  holderIdentity: # 當前租約持有者的身份信息  leaseDurationSeconds: # 租約候選者需要等待才能強制獲取它的持續時間  leaseTransitions: # 租約換了多少次持有者  renewTime: # 當前租約持有者最后一次更新租約的時間

Lease 本質上與其它資源并無區別，除了 Lease，其實也可以用 configmap 或者 endpoint 作為分布式鎖，因為在底層都是 k8s 通過資源對象的 resourceVersion 字段進行 compare-and-swap，也就是通過這個字段實現的樂觀鎖。當然在實際使用中，建議還是用 Lease。MlO28資訊網——每日最新資訊28at.com

使用示例

使用 Lease 進行分布式選主的示例如下：MlO28資訊網——每日最新資訊28at.com

import (    "context"    "time"    "k8s.io/client-go/kubernetes"    "k8s.io/client-go/rest"    "k8s.io/client-go/tools/leaderelection"    "k8s.io/client-go/tools/leaderelection/resourcelock")func main() {    config, err := rest.InClusterConfig()    if err != nil {        panic(err.Error())    }    clientset, err := kubernetes.NewForConfig(config)    if err != nil {        panic(err.Error())    }    // 配置 Lease 參數    leaseLock := &resourcelock.LeaseLock{        LeaseMeta: metav1.ObjectMeta{            Name:      "my-lease",            Namespace: "default",        },        Client: clientset.CoordinationV1(),        LockConfig: resourcelock.ResourceLockConfig{            Identity: "my-identity",        },    }    // 配置 Leader Election    leaderElectionConfig := leaderelection.LeaderElectionConfig{        Lock:          leaseLock,        LeaseDuration: 15 * time.Second,        RenewDeadline: 10 * time.Second,        RetryPeriod:   2 * time.Second,        Callbacks: leaderelection.LeaderCallbacks{            OnStartedLeading: func(ctx context.Context) {                // 當前實例成為 Leader                // 在這里執行 Leader 專屬的邏輯            },            OnStoppedLeading: func() {                // 當前實例失去 Leader 地位                // 可以在這里執行清理工作            },            OnNewLeader: func(identity string) {                // 有新的 Leader 產生            }        },    }    leaderElector, err := leaderelection.NewLeaderElector(leaderElectionConfig)    if err != nil {        panic(err.Error())    }    // 開始 Leader Election    ctx := context.Background()    leaderElector.Run(ctx)}

參考資料：MlO28資訊網——每日最新資訊28at.com

• https://kubernetes.io/docs/concepts/architecture/leases/
• https://kubernetes.io/docs/reference/kubernetes-api/cluster-resources/lease-v1/
• https://pkg.go.dev/k8s.io/client-go@v0.29.0/tools/leaderelection

MlO28資訊網——每日最新資訊28at.com

本文鏈接：http://www.tebozhan.com/showinfo-26-55015-0.htmlKubernetes Lease 及分布式選主

聲明：本網頁內容旨在傳播知識，若有侵權等問題請及時與本網聯系，我們將在第一時間刪除處理。郵件：2376512515@qq.com

上一篇： 五個用于構建Web應用程序的Go Web框架

下一篇： C++ module編程升級指南,子模塊與分區全解析