上一讲我们介绍了 etcd 的几种安装部署方式以及 TLS 安全加密等知识点。安装好 etcd 后，我们将开始体验如何使用 etcd。这一讲，我将会基于 etcd 自带的客户端工具——etcdctl 来演示 etcd 常用的一些操作，帮助你快速入手 etcd。

etcdctl 客户端

etcdctl 是一个命令行客户端，便于我们进行服务测试或手动修改数据库内容，我们刚开始熟悉 etcd 功能时可以通过 etdctl 客户端熟悉相关操作。etcdctl 在两个不同的 etcd 版本（v2 和 v3）下的功能和使用方式也完全不同。一般通过如下方式来指定使用 etcd 的版本：

export ETCDCTL_API=2
export ETCDCTL_API=3

我们的专栏课程主要讲解 API 3。etcd 项目二进制发行包中已经包含了 etcdctl 工具，通过 etcd 安装包中的 etcdctl 可执行文件可以进行调用。下面我们先来看看 etcd 的常用命令有哪些，并进行实践应用。

常用命令介绍

我们首先来看下 etcdctl 支持哪些命令，通过etcdctl -h命令查看：

$ etcdctl -h
NAME:
	etcdctl - A simple command line client for etcd3.
USAGE:
	etcdctl [flags]
VERSION:
	3.4.4
API VERSION:
	3.4

COMMANDS:

OPTIONS:

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。其中数据库的操作命令是最常用的命令，我们将在下面具体介绍。其他的命令如用户、角色、授权、认证相关，你可以根据语法自己尝试一下。

数据库操作

数据库操作基本围绕着对键值和目录的 CRUD 操作（即增删改查），及其对应的生命周期管理。我们上手这些操作其实很方便，因为这些操作是符合 REST 风格的一套 API 操作。

etcd 在键的组织上采用了类似文件系统中目录的概念，即层次化的空间结构，我们指定的键可以作为键名，如：testkey，实际上，此时键值对放于根目录 / 下面。我们也可以为键的存储指定目录结构，如 /cluster/node/key；如果不存在 /cluster/node 目录，则 etcd Server 将会创建相应的目录结构。

下面我们基于键操作、watch、lease 三类分别介绍 etcdctl 的使用与实践。

键操作

键操作包括最常用的增删改查操作，包括 PUT、GET、DELETE 等命令。

PUT 设置或者更新某个键的值。例如：

$ etcdctl put /test/foo1 "Hello world"
$ etcdctl put /test/foo2 "Hello world2"
$ etcdctl put /test/foo3 "Hello world3"

成功写入三对键值，/test/foo1、/test/foo2 和 /test/foo3。

GET 获取指定键的值。例如获取 /testdir/testkey 对应的值：

$ etcdctl get /testdir/testkey
Hello world

除此之外， etcdctl 的 GET 命令还提供了根据指定的键（key），获取其对应的十六进制格式值，即以十六进制格式返回：

$ etcdctl get /test/foo1 --hex
\x2f\x74\x65\x73\x74\x64\x69\x72\x2f\x74\x65\x73\x74\x6b\x65\x79 #键
\x48\x65\x6c\x6c\x6f\x20\x77\x6f\x72\x6c\x64 #值

加上--print-value-only可以读取对应的值。十六进制在 etcd 中有多处使用，如租约 ID也是十六进制。

GET 范围内的值：

$ etcdctl get /test/foo1 /test/foo3
/test/foo1
Hello world
/test/foo2
Hello world2

可以看到，上述操作获取了大于等于 /test/foo1，且小于 /test/foo3 的键值对。foo3 不在范围之内，因为范围是半开区间 [foo1, foo3)，不包含 foo3。

获取某个前缀的所有键值对，通过 --prefix 可以指定前缀：

$ etcdctl get --prefix /test/foo
/test/foo1
Hello world
/test/foo2
Hello world2
/test/foo3
Hello world3

这样就能获取所有以 /test/foo 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 /test/foo

读取键过往版本的值，应用可能想读取键的被替代的值。

例如，应用可能想通过访问键的过往版本回滚到旧的配置。或者，应用可能想通过多个请求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。现有如下键值对：

foo = bar         # revision = 2
foo1 = bar2       # revision = 3
foo = bar_new     # revision = 4
foo1 = bar1_new   # revision = 5

以下是访问以前版本 key 的示例：

$ etcdctl get --prefix foo # 访问最新版本的 key
foo
bar_new
foo1
bar1_new
$ etcdctl get --prefix --rev=4 foo # 访问第 4 个版本的 key
foo
bar_new
foo1
bar1
$ etcdctl get --prefix --rev=3 foo #  访问第 3 个版本的 key
foo
bar
foo1
bar1
$ etcdctl get --prefix --rev=2 foo #  访问第 3 个版本的 key
foo
bar
$ etcdctl get --prefix --rev=1 foo #  访问第 1 个版本的 key

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

a = 123
b = 456
z = 789

读取大于等于键 b 的 byte 值的键的命令：

$ etcdctl get --from-key b
b
456
z
789

DELETE 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：

foo = bar
foo1 = bar1
foo3 = bar3
zoo = val
zoo1 = val1
zoo2 = val2
a = 123
b = 456
z = 789

删除键 foo 的命令：

$ etcdctl del foo
1 # 删除了一个键

删除从 foo 到 foo9 范围的键的命令：

$ etcdctl del foo foo9
2 # 删除了两个键

删除键 zoo 并返回被删除的键值对的命令：

$ etcdctl del --prev-kv zoo
1   # 一个键被删除
zoo # 被删除的键
val # 被删除的键的值

删除前缀为 zoo 的键的命令：

$ etcdctl del --prefix zoo
2 # 删除了两个键

删除大于等于键 b 的 byte 值的键的命令：

$ etcdctl del --from-key b
2 # 删除了两个键

watch 键值对的改动

etcd 的 watch 功能是一个常用的功能，我们来看看通过 etcdctl 如何实现 watch 指定的键值对。

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。

$ etcdctl watch testkey
# 在另外一个终端: etcdctl put testkey Hello watch
testkey
Hello watch

从 foo to foo9 范围内键的命令：

$ etcdctl watch foo foo9
# 在另外一个终端: etcdctl put foo bar
PUT
foo
bar
# 在另外一个终端: etcdctl put foo1 bar1
PUT
foo1
bar1

以 16 进制格式在键 foo 上进行观察的命令：

$ etcdctl watch foo --hex
# 在另外一个终端: etcdctl put foo bar
PUT
\x66\x6f\x6f          # 键
\x62\x61\x72          # 值

观察多个键 foo 和 zoo 的命令：

$ etcdctl watch -i
$ watch foo
$ watch zoo
# 在另外一个终端: etcdctl put foo bar
PUT
foo
bar
# 在另外一个终端: etcdctl put zoo val
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，应用服务想要获取某个键的所有修改。如果应用客户端一直与 etcd 服务端保持连接，使用 watch 命令就能够实现了。但是当应用或者 etcd 实例出现异常，该键的改动可能发生在出错期间，这样导致了应用客户端没能实时接收这个更新。因此，应用客户端必须观察键的历史变动，为了做到这点，应用客户端可以在观察时指定一个历史修订版本。

首先我们需要完成下述序列的操作：

$ 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。

参照上述内容，etcd 保存修订版本以便应用客户端可以读取键的历史版本。但是，为了避免积累无限数量的历史数据，需要对历史的修订版本进行压缩。经过压缩，etcd 删除历史修订版本，释放存储空间，且在压缩修订版本之前的数据将不可访问。

下述命令实现了压缩修订版本：

$ 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-034773278656/127.0.0.1:2379","attempt":0,"error":"rpc error: code = OutOfRange desc = etcdserver: mvcc: required revision has been compacted"}
Error: etcdserver: mvcc: required revision has been compacted

lease（租约）

lease 意为租约，类似于 Redis 中的 TTL(Time To Live)。etcd 中的键值对可以绑定到租约上，实现存活周期控制。在实际应用中，常用来实现服务的心跳，即服务在启动时获取租约，将租约与服务地址绑定，并写入 etcd 服务器，为了保持心跳状态，服务会定时刷新租约。

授予租约

应用客户端可以为 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 TTL 管理。在授予租约时，每个租约的最小 TTL 值由应用客户端指定。一旦租约的 TTL 到期，租约就会过期并且所有附带的键都将被删除。

# 授予租约，TTL 为 100 秒
$ etcdctl lease grant 100
lease 694d71ddacfda227 granted with TTL(10s)
# 附加键 foo 到租约 694d71ddacfda227
$ etcdctl put --lease=694d71ddacfda227 foo10 bar
OK

在实际的操作中，建议 TTL 时间设置久一点，避免来不及操作而出现如下错误：

{"level":"warn","ts":"2020-12-04T17:12:27.957+0800","caller":"clientv3/retry_interceptor.go:62","msg":"retrying of unary invoker failed","target":"endpoint://client-f87e9b9e-a583-453b-8781-325f2984cef0/127.0.0.1:2379","attempt":0,"error":"rpc error: code = NotFound desc = etcdserver: requested lease not found"}

撤销租约

应用通过租约 ID 可以撤销租约。撤销租约将删除所有附带的 key。

我们进行下列操作：

$ etcdctl lease revoke 694d71ddacfda227
lease 694d71ddacfda227 revoked
$ etcdctl get foo10

刷新租期

应用程序可以通过刷新其 TTL 保持租约存活，因此不会过期。

$ etcdctl lease keep-alive 694d71ddacfda227
lease 694d71ddacfda227 keepalived with TTL(100)
lease 694d71ddacfda227 keepalived with TTL(100)
...

查询租期

应用客户端可以查询租赁信息，检查续订或租赁的状态，是否存在或者是否已过期。应用客户端还可以查询特定租约绑定的 key。

我们进行下述操作：

$ etcdctl lease grant 300
lease 694d71ddacfda22c granted with TTL(300s)
$ etcdctl put --lease=694d71ddacfda22c foo10 bar
OK

获取有关租赁信息以及哪些 key 绑定了租赁信息：

$ etcdctl lease timetolive 694d71ddacfda22c
lease 694d71ddacfda22c granted with TTL(300s), remaining(282s)
$ etcdctl lease timetolive --keys 694d71ddacfda22c
lease 694d71ddacfda22c granted with TTL(300s), remaining(220s), attached keys([foo10])

小结

这一讲我们主要介绍了 etcdctl 相关命令的说明以及数据库命令的使用实践。etcdctl 为用户提供一些简洁的命令，用户通过 etcdctl 可以直接与 etcd 服务端交互。etcdctl 客户端提供的操作与 HTTP API 基本上是对应的，甚至可以替代 HTTP API 的方式。通过 etcdctl 客户端工具的学习，对于我们快速熟悉 etcd 组件的功能和入门使用非常有帮助。

本讲内容如下：

学完这一讲内容，想必你对 etcd 的常用功能已经有了一个整体的了解，但是如果在 etcd 集群信息变更的情况下，etcdctl 如何稳定地访问 etcd 服务实例，非 gRPC 客户端又该如何访问 etcd 服务端呢？这也是我们下一讲的主要内容，希望你能提前思考，也欢迎你在留言区和我交流，我们下一讲再见。