etcd
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etcd 是一个把 Raft 一致性、WAL 持久化、MVCC 键值模型、Watch 事件流和 Lease 生命周期组合在一起的分布式协调存储。本册沿着“请求提交、日志持久化、状态应用、事件派生、客户端观察”的主链路阅读源码。
本册问题地图
Section titled “本册问题地图”etcd 要沿着“请求如何成为一致状态，再如何变成客户端事件”来读：
- Raft 日志、WAL、MVCC 各自保存什么？ Raft 日志描述集群顺序，WAL 保证重启可恢复，MVCC 保存带版本的用户状态；三者不是同一份数据的不同名字。
- 什么时候算提交，什么时候客户端能读到？ 日志多数派确认只是共识提交边界，状态机 apply 后才进入可查询的 backend；读路径还要考虑线性一致性选项。
- Watch 为什么是派生流？ 它从已提交的 MVCC 变更生成事件，取消、压缩、慢消费者和历史版本不足都会改变观察结果。
- Lease 如何影响 key？ 租约过期会触发关联 key 的删除事件；keepalive 丢失不一定立刻过期，时间和 leader 判断共同决定结果。
- 快照为什么不能替代 WAL？ 快照提供压缩后的状态基线，WAL 保存快照之后的增量；恢复必须按正确顺序组合二者。
| 项 | 值 |
|---|---|
| 仓库 | etcd-io/etcd |
| 本地路径 | E:\source\go\etcd |
| 分支 | main |
| Commit | 0836b69e（2026-08-13） |
| 最近 tag | v3.8.0-alpha.0 |
本册坐标均基于该 commit；上游演进后行号可能漂移。
它解决什么问题
Section titled “它解决什么问题”- 用 Raft 将写请求排序并复制到多数派，保证集群状态机的一致顺序。
- 用 WAL、快照和恢复流程把 Raft 状态可靠地落到磁盘。
- 用 MVCC revision 让读、写、事务、历史版本和 compact 有统一坐标。
- 用 Watch 将提交后的变更按 key 范围分发给长连接客户端。
- 用 Lease 和 KeepAlive 管理临时键、服务注册和故障后的自动清理。
| 模块 | 职责 | 关键入口 |
|---|---|---|
server/embed |
配置、监听器和服务启动 | StartEtcd |
server/etcdserver |
请求提交、Raft 驱动、应用与读一致性 | NewServer、applyEntries |
server/storage/raft、wal |
Raft Ready、WAL、快照与恢复 | raftNode.start、wal.Open |
server/storage/mvcc |
revision、索引、事务、compact、Watch | New、storeTxnCommon |
server/lease |
TTL、过期队列、KeepAlive、级联删除 | NewLessor |
client/v3 |
gRPC KV、Watch、Lease 和 endpoint 管理 | clientv3.New |
读码入口顺序
Section titled “读码入口顺序”- 从
embed.StartEtcd看配置如何组装监听器、后端和EtcdServer。 - 阅读
raftNode.start，理解Ready中的消息、日志、快照和应用通知顺序。 - 跟踪
EtcdServer.applyEntries到 MVCC/backend，建立“提交 index”和“应用 revision”的区别。 - 阅读 watchable store 和 lessor，理解事件分发与租约过期如何复用同一事务路径。
- 最后看
client/v3的 gRPC 封装、重试、resolver 和 Watch/KeepAlive 流。
- 整体架构：启动、请求、Raft、存储和事件链
- Raft 请求与应用：Proposal、Ready、提交与状态机应用
- WAL、快照与恢复：持久化顺序、截断与启动恢复
- MVCC 与 backend：revision、索引、事务、版本与 compact
- Watch 事件流：synced/unsynced watcher、批处理与背压
- Lease 与 KeepAlive：TTL、主节点、过期删除与 checkpoint
- 客户端与一致性读取：KV、ReadIndex、endpoint 与长连接
- 面试专题：源码级高频题与排障场景
| 对象 | 对照点 |
|---|---|
| ZooKeeper | 都提供协调与临时节点；etcd 以 Raft + MVCC revision 组织状态 |
| Redis | Redis 偏单机内存数据结构；etcd 强调多数派提交和线性一致读 |
| Nacos | Nacos 聚焦配置与服务发现；etcd 提供更通用的一致性 KV 原语 |
| go-zero | go-zero 保护请求资源；etcd 保证跨实例共享状态的顺序与持久性 |