Etcd教程 — 第五章 Etcd之etcdctl的使用

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前言

Etcd在微服务和Kubernates集群中不仅可以作为服务注册与发现，还可以作为 key-value 存储的中间件。

1 etcdctl介绍

export ETCDCTL_API=2 export ETCDCTL_API=3 

本文主要以API 3为主。
Etcd二进制发行包中已经包含了etcdctl工具，etcdctl支持的命令大体上分为数据库操作和非数据库操作两类。

2 非数据库操作

2.1 查看Etcd版本的命令

[root@etcd01 ~]# etcd --version etcd Version: 3.5.4 Git SHA: 08407ff76 Go Version: go1.16.15 Go OS/Arch: linux/amd64 

2.2 查看etcdctl常用的命令

[root@etcd01 ~]# etcdctl h NAME: etcdctl - A simple command line client for etcd3. USAGE: etcdctl [flags] VERSION: 3.5.4 API VERSION: 3.5 COMMANDS: alarm disarm Disarms all alarms alarm list Lists all alarms auth disable Disables authentication auth enable Enables authentication auth status Returns authentication status check datascale Check the memory usage of holding data for different workloads on a given server endpoint. check perf Check the performance of the etcd cluster compaction Compacts the event history in etcd defrag Defragments the storage of the etcd members with given endpoints del Removes the specified key or range of keys [key, range_end) elect Observes and participates in leader election endpoint hashkv Prints the KV history hash for each endpoint in --endpoints endpoint health Checks the healthiness of endpoints specified in `--endpoints` flag endpoint status Prints out the status of endpoints specified in `--endpoints` flag get Gets the key or a range of keys help Help about any command lease grant Creates leases lease keep-alive Keeps leases alive (renew) lease list List all active leases lease revoke Revokes leases lease timetolive Get lease information lock Acquires a named lock make-mirror Makes a mirror at the destination etcd cluster member add Adds a member into the cluster member list Lists all members in the cluster member promote Promotes a non-voting member in the cluster member remove Removes a member from the cluster member update Updates a member in the cluster move-leader Transfers leadership to another etcd cluster member. put Puts the given key into the store role add Adds a new role role delete Deletes a role role get Gets detailed information of a role role grant-permission Grants a key to a role role list Lists all roles role revoke-permission Revokes a key from a role snapshot restore Restores an etcd member snapshot to an etcd directory snapshot save Stores an etcd node backend snapshot to a given file snapshot status [deprecated] Gets backend snapshot status of a given file txn Txn processes all the requests in one transaction user add Adds a new user user delete Deletes a user user get Gets detailed information of a user user grant-role Grants a role to a user user list Lists all users user passwd Changes password of user user revoke-role Revokes a role from a user version Prints the version of etcdctl watch Watches events stream on keys or prefixes OPTIONS: --cacert="" verify certificates of TLS-enabled secure servers using this CA bundle --cert="" identify secure client using this TLS certificate file --command-timeout=5s timeout for short running command (excluding dial timeout) --debug[=false] enable client-side debug logging --dial-timeout=2s dial timeout for client connections -d, --discovery-srv="" domain name to query for SRV records describing cluster endpoints --discovery-srv-name="" service name to query when using DNS discovery --endpoints=[127.0.0.1:2379] gRPC endpoints -h, --help[=false] help for etcdctl --hex[=false] print byte strings as hex encoded strings --insecure-discovery[=true] accept insecure SRV records describing cluster endpoints --insecure-skip-tls-verify[=false] skip server certificate verification (CAUTION: this option should be enabled only for testing purposes) --insecure-transport[=true] disable transport security for client connections --keepalive-time=2s keepalive time for client connections --keepalive-timeout=6s keepalive timeout for client connections --key="" identify secure client using this TLS key file --password="" password for authentication (if this option is used, --user option shouldn't include password) --user="" username[:password] for authentication (prompt if password is not supplied) -w, --write-out="simple" set the output format (fields, json, protobuf, simple, table) 

可以看到，etcdctl的命令很多，常用的命令选项【OPTIONS】：

--debug 输出CURL命令，显示执行命令的时候发起的请求 --no-sync 发出请求之前不同步集群信息 --output, -o 'simple' 输出内容的格式(simple 为原始信息，json 为进行json格式解码，易读性好一些) --peers, -C 指定集群中的同伴信息，用逗号隔开(默认为: "127.0.0.1:4001") --cert-file HTTPS下客户端使用的SSL证书文件 --key-file HTTPS下客户端使用的SSL密钥文件 --ca-file 服务端使用HTTPS时，使用CA文件进行验证 --help, -h 显示帮助命令信息 --version, -v 打印版本信息 

3 数据库操作

数据库操作围绕对键值和目录的 CRUD （即增删改查，符合 REST 风格的一套API操作）完整生命周期的管理。

Etcd在键的组织上采用了层次化的空间结构(类似于文件系统中目录的概念)，用户指定的键可以为单独的名字，如：testkey，此时实际上放在根目录/下面，也可以为指定目录结构，如/cluster1/node2/testkey，则将创建相应的目录结构。

3.1 写操作

[root@etcd01 ~]# etcdctl put /testdir/testkey "Hello world" OK [root@etcd01 ~]# etcdctl put /testdir/testkey2 "Hello world2" OK [root@etcd01 ~]# etcdctl put /testdir/testkey3 "Hello world3" OK 

成功写入三对键值，/testdir/testkey、/testdir/testkey2 和 /testdir/testkey3。

3.2 读操作

[root@etcd01 ~]# etcdctl get /testdir/testkey /testdir/testkey Hello world 

get 十六进制读指定的值：

[root@etcd01 ~]# etcdctl get /testdir/testkey --hex \x2f\x74\x65\x73\x74\x64\x69\x72\x2f\x74\x65\x73\x74\x6b\x65\x79 \x48\x65\x6c\x6c\x6f\x20\x77\x6f\x72\x6c\x64 

get 指定范围内的值：

[root@etcd01 ~]# etcdctl get /testdir/testkey /testdir/testkey3 /testdir/testkey Hello world /testdir/testkey2 Hello world2 

可以看到，获取了大于等于 /testdir/testkey，且小于 /testdir/testkey3 的键值对。testkey3 不在范围之内，因为范围是半开区间 [testkey, testkey3), 不包含 testkey3。

获取指定前缀的所有键值对，通过 –prefix 可以指定前缀：

[root@etcd01 ~]# etcdctl get --prefix /testdir/testkey /testdir/testkey Hello world /testdir/testkey2 Hello world2 /testdir/testkey3 Hello world3 

这样即可获取所有以 /testdir/testkey 开头的键值对。当前缀获取的结果过多时，还可以通过 –limit=2 限制获取的数量：

etcdctl get --prefix --limit=2 /testdir/testkey 

读取键过往版本的值：
应用可能想读取键的被替代的值【即旧值】。例如，应用可能想通过访问键的过往版本来回滚到旧的配置。或者，应用可能想通过多个请求来得到一个覆盖多个键的统一视图，而这些请求可以通过访问键历史记录而来。因为 etcd 集群上键值存储的每个修改都会增加 etcd 集群的全局修订版本，应用可以通过提供旧有的 etcd 修改版本来读取被替代的键。现有如下这些键值对：

foo = bar # revision = 2 foo1 = bar2 # revision = 3 foo = bar_new # revision = 4 foo1 = bar2_new # revision = 5 

准备工作：

[root@etcd01 ~]# etcdctl put foo bar OK [root@etcd01 ~]# etcdctl put foo1 bar2 OK [root@etcd01 ~]# etcdctl put foo bar_new OK [root@etcd01 ~]# etcdctl put foo1 bar2_new OK 

访问以前版本 key 的示例：

[root@etcd01 ~]# etcdctl get --prefix foo #访问最新版本的key foo bar_new foo1 bar2_new [root@etcd01 ~]# etcdctl get --prefix --rev=4 foo # 访问第4个版本的key foo bar_new foo1 bar2 [root@etcd01 ~]# etcdctl get --prefix --rev=3 foo # 访问第3个版本的key foo bar foo1 bar2 [root@etcd01 ~]# etcdctl get --prefix --rev=2 foo # 访问第3个版本的key foo bar [root@etcd01 ~]# etcdctl get --prefix --rev=1 foo # 访问第1个版本的key 

读取大于等于指定键的 byte 值的键
应用可能想读取大于等于指定键 的 byte 值的键。假设 etcd 集群已经有下列键：

a = 123 b = 456 z = 789 

读取大于等于键 b 的 byte 值的键的命令：

[root@etcd01 ~]# etcdctl get --from-key b b 456 c 789 

删除键。应用可以从 etcd 集群中删除一个键或者特定范围的键。
假设 etcd 集群已经有下列键：

a = 123 b = 456 c = 789 foo = bar_new foo1 = bar2_new hello = world 

删除键 foo 的命令：

[root@etcd01 ~]# etcdctl del foo 1 # 删除键的个数 

删除从 foo to foo1 范围的键的命令：

etcdctl del foo foo1 

删除键 a并返回被删除的键值对的命令：

[root@etcd01 ~]# etcdctl del --prev-kv a 1 # 删除键的个数 a # 被删除的键 123 # 被删除的键的值 

删除前缀为 foo 的键的命令：

[root@etcd01 ~]# etcdctl del --prefix foo 1 # 删除键的个数 

删除大于等于键 b 的 byte 值的键的命令：

[root@etcd01 ~]# etcdctl del --from-key b 3 # 删除键的个数 

3.3 watch 历史改动

watch 监测一个键值的变化，一旦键值发生更新，就会输出最新的值并退出。例如：用户更新 testkey 键值为 Hello watch。

[root@etcd01 ~]# etcdctl watch testkey # 在另一个节点上输入： [root@etcd02 ~]# etcdctl put testkey Hello watch OK # 结果： [root@etcd01 ~]# etcdctl watch testkey PUT testkey Hello 

从 foo to foo9 范围内键的命令：

[root@etcd01 ~]# etcdctl watch foo foo9 # 在另一个节点上输入： [root@etcd02 ~]# etcdctl put foo1 bar1 [root@etcd02 ~]# etcdctl put foo2 bar2 # 结果： [root@etcd01 ~]# etcdctl watch foo foo9 PUT foo1 bar1 PUT foo2 bar2 

以16进制格式在键 foo 上进行观察的命令：

[root@etcd01 ~]# etcdctl watch foo --hex # 在另一个节点上输入： [root@etcd02 ~]# etcdctl put foo bar OK # 结果： PUT \x66\x6f\x6f # 键 \x62\x61\x72 # 值 

观察多个键 foo 和 zoo 的命令：

[root@etcd01 ~]# etcdctl watch -i watch foo watch zoo # 在另外一个终端输入： [root@etcd02 ~]# etcdctl put foo bar [root@etcd02 ~]# etcdctl put zoo val # 结果： watch foo watch zoo PUT foo bar PUT zoo val 

查看 key 的历史改动，应用可能想观察 etcd 中键的历史改动。例如，应用想接收到某个键的所有修改。如果应用一直连接到 etcd，那么 watch 就足够好了。但是，如果应用或者 etcd 出错，改动可能发生在出错期间，这样应用就没能实时接收到这个更新。为了保证更新被交付，应用必须能够观察到键的历史变动。为了做到这点，应用可以在观察时指定一个历史修订版本，就像读取键的过往版本一样。

假设我们完成了下列操作序列：

$ etcdctl put foo bar # revision = 2 OK $ etcdctl put foo1 bar1 # revision = 3 OK $ etcdctl put foo bar_new # revision = 4 OK $ etcdctl put foo1 bar1_new # revision = 5 OK 

观察历史改动：

# 从修订版本 2 开始观察键 `foo` 的改动 $ etcdctl watch --rev=2 foo PUT foo bar PUT foo bar_new 

从上一次历史修改开始观察：

# 在键 `foo` 上观察变更并返回被修改的值和上个修订版本的值 $ etcdctl watch --prev-kv foo # 在另外一个终端: etcdctl put foo bar_latest PUT foo # 键 bar_new # 在修改前键foo的上一个值 foo # 键 bar_latest # 修改后键foo的值 

压缩修订版本。如我们提到的，etcd 保存修订版本以便应用可以读取键的过往版本。但是，为了避免积累无限数量的历史数据，压缩过往的修订版本就变得很重要。压缩之后，etcd 删除历史修订版本，释放资源来提供未来使用。所有修订版本在压缩修订版本之前的被替代的数据将不可访问。这是压缩修订版本的命令：

$ etcdctl compact 5 compacted revision 5 #在压缩修订版本之前的任何修订版本都不可访问 $ etcdctl get --rev=4 foo { 
   "level":"warn","ts":"2020-05-04T16:37:38.020+0800","caller":"clientv3/retry_interceptor.go:62","msg":"retrying of unary invoker failed","target":"endpoint://client-c0d35565-0584-4c07-bfeb-0/127.0.0.1:2379","attempt":0,"error":"rpc error: code = OutOfRange desc = etcdserver: mvcc: required revision has been compacted"} Error: etcdserver: mvcc: required revision has been compacted 

3.4 租约

授予租约
应用可以为 etcd 集群里面的键授予租约。当键被附加到租约时，它的存活时间被绑定到租约的存活时间，而租约的存活时间相应的被 time-to-live (TTL)管理。在租约授予时每个租约的最小TTL值由应用指定。租约的实际 TTL 值是不低于最小 TTL，由 etcd 集群选择。一旦租约的 TTL 到期，租约就过期并且所有附带的键都将被删除。

# 授予租约，TTL为100秒 [root@etcd01 ~]# etcdctl lease grant 100 lease a53f3ae309 granted with TTL(100s) # 附加键 foo 到租约a53f3ae309 【`命令格式错误或者租约过期`】 etcdctl put --lease=a53f3ae309 foo10 bar 会报错： { 
   "level":"warn","ts":"2022-06-27T22:13:52.885+0800","logger":"etcd-client","caller":"v3/retry_interceptor.go:62","msg":"retrying of unary invoker failed","target":"etcd-endpoints://0xc0002aafc0/127.0.0.1:2379","attempt":0,"error":"rpc error: code = NotFound desc = etcdserver: requested lease not found"} 【正确格式】 etcdctl put foo bar --lease=a53f3ae309 

撤销租约：

[root@etcd01 ~]# etcdctl lease revoke a53f3ae311 lease a53f3ae311 revoked 

[root@etcd01 ~]# etcdctl lease grant 30 lease a53f3ae31a granted with TTL(30s) # 刷新租期 [root@etcd01 ~]# etcdctl lease keep-alive a53f3ae31a lease a53f3ae31a keepalived with TTL(30) 

获取有关租赁信息以及哪些 key 使用了租赁信息：

# 获取有关租赁信息 etcdctl lease timetolive 租约ID # 获取哪些key使用了租赁信息 etcdctl lease timetolive --keys 租约ID 

4 总结

本篇主要基于 etcdctl 介绍 etcd 的常用命令和操作，包括键值对的操作、租期、Watch 监测键值等。通过这些命令实现我们在前面文章介绍的 etcd 多种使用场景。