卡利充值：.Net Core Configuration Etcd数据源

前言

    .Net Core为我们提供了一套壮大的Configuration设置系统，使用简朴扩展性强。通过这套设置系统我们可以将Json、Xml、Ini等数据源加载到程序中,也可以自己扩展其他形式的存储源。今天我们要做的就是通过自界说的方式为其扩展Etcd数据源操作。

作甚Etdc

    在使用etcd之前我们先先容一下Etcd，我信赖许多同砚都早有耳闻。Etcd是一款高可用、强一致的分布式KV存储系统，它内部接纳raft协议作为一致性算法，自己也是基于GO语言开发的，最新版本为v3.4.9，详细版本下载地址可参阅官方GitHub地址。信赖领会过K8S的同砚对这个一定不生疏，它是K8S的数据治理系统。官方地址为https://etcd.io/。
    在此之前，我信赖人人已经领会过许多存储系统了,Etcd到底能实现了什么功效呢？其一用于设置中央和服务发现，再者也可以实现分布式锁和新闻系统。它自己就是基于目录型存储,而且内部有一套壮大的Watch机制可以监听针对节点和数据的操作转变，每次对节点的事务操作都市有对于的版本信息。

Etcd VS Zookeeper

通过上面的先容是不是感受和Zookeeper有点类似呢，网上有许多许多关于Etcd和Zookeeper的对比文章,大致如下可以获得以下结论

功效	Etcd	Zookeeper
分布式锁	有(接纳节点版本号信息)	有(接纳暂且节点和顺序暂且节点)
watcher	有	有
一致性算法	raft	zab
选举	有	有
元数据(metadata)存储	有	有

应用场景	Etcd	Zookeeper
公布与订阅（设置中央）	有(不限次Watch)	有(一次性触发的,需要重新注册Watch)
软负载平衡	有	有
命名服务(Naming Service)	有	有
服务发现	有(基于租约节点)	有(基于暂且节点)
分布式通知/协调	有	有
集群治理与Master选举	有	有
分布式锁	有	有
分布式行列	有	有

说白了就是Zookeeper醒目的活，Etcd也醒目。那既然有了Zookeeper为啥还要选择Etcd,主要基于以下缘故原由

• 更轻量级(Etcd基于GO语言开发,Zookeeper基于Java开发)、更易用(开箱即用)
• 高负载下的稳固读写
• 数据模型的多版本并发控制
• 稳固的watcher功效，通知订阅者监听值的转变(Zookeeper基于数据的监听是一次性的，每次监听完成还需重新注册)
• 客户端协议使用GRPC协议，支持语言更普遍

一言以蔽之,就是不仅实现了Zookeeper的功效，还在许多方面吊打Zookeeper，这么壮大的器械忍不住都要试一试。

在.Net Core中使用Etcd

    在Nuget上可以搜索到许多.Net Core的Etcd客户端驱动程序，我使用了下载量最多的一个名字叫dotnet-etcd的驱动包，顺便找到了它在GayHub上,不好意思手滑打错了GitHub上的项目地址，也许学习了一下基本的使用方式。实在我们连系Configuration设置这一块，只需要两个功效。一个是Get获取数据，另一个是Watch节点转变(更新数据会用到)。个人认为,前期有目有界限的学习照样异常总要的。

Configuration扩展Etcd

前面我们讲到过自界说扩展Configuration是异常利便的，信赖领会过Configuration相关源码的小伙伴们已经异常熟悉了，大致总结一下分为三步:

• 编写IConfigurationBuilder扩展方式,我们这里叫AddEtcd
• 编写实现IConfigurationSource的设置源信息类，我们这里叫EtcdConfigurationSource
• 编写继续自ConfigurationProvider的ConfigurationSource的设置数据提供类，我们这里叫EtcdConfigurationProvider

由于微软已经给我们提供了一部分便利,以是编写起来照样异常的简朴的。好了，接下来我们更先编写详细的实现代码，重点的地方我会在代码中注释说明。
首先是界说扩展类EtcdConfigurationExtensions，这个类是针对IConfigurationBuilder的扩展方式，实现如下

public static class EtcdConfigurationExtensions
{
    /// <summary>
    /// AddEtcd扩展方式
    /// </summary>
    /// <param name="serverAddress">Etcd地址</param>
    /// <param name="path">读取路径</param>
    /// <returns></returns>
    public static IConfigurationBuilder AddEtcd(this IConfigurationBuilder builder, string serverAddress,string path)
    {
        return AddEtcd(builder, serverAddress:serverAddress, path: path,reloadOnChange: false);
    }

    /// <summary>
    /// AddEtcd扩展方式
    /// </summary>
    /// <param name="serverAddress">Etcd地址</param>
    /// <param name="path">读取路径</param>
    /// <param name="reloadOnChange">若是数据发送改变是否刷新</param>
    /// <returns></returns>
    public static IConfigurationBuilder AddEtcd(this IConfigurationBuilder builder, string serverAddress, string path, bool reloadOnChange)
    {
        return AddEtcd(builder,options => {
            options.Address = serverAddress;
            options.Path = path;
            options.ReloadOnChange = reloadOnChange;
        });
    }

    public static IConfigurationBuilder AddEtcd(this IConfigurationBuilder builder, Action<EtcdOptions> options)
    {
        EtcdOptions etcdOptions = new EtcdOptions();
        options.Invoke(etcdOptions);
        return builder.Add(new EtcdConfigurationSource { EtcdOptions = etcdOptions });
    }
}

这里我还界说了一个EtcdOptions的POCO,用于承载读取Etcd的设置属性

public class EtcdOptions
{
    /// <summary>
    /// Etcd地址
    /// </summary>
    public string Address { get; set; }

    /// <summary>
    /// Etcd接见用户名
    /// </summary>
    public string UserName { get; set; }

    /// <summary>
    /// Etcd接见密码
    /// </summary>
    public string PassWord { get; set; }

    /// <summary>
    /// Etcd读取路径
    /// </summary>
    public string Path { get; set; }

    /// <summary>
    /// 数据调换是否刷新读取
    /// </summary>
    public bool ReloadOnChange { get; set; }
}

接下来我们界说EtcdConfigurationSource，这个类异常简朴就是返回一个设置提供工具

public class EtcdConfigurationSource : IConfigurationSource
{
    public EtcdOptions EtcdOptions { get; set; }

    public IConfigurationProvider Build(IConfigurationBuilder builder)
    {
        return new EtcdConfigurationProvider(EtcdOptions);
    }
}

真正的读取操作都在EtcdConfigurationProvider里

public class EtcdConfigurationProvider : ConfigurationProvider
{
    private readonly string _path;
    private readonly bool _reloadOnChange;
    private readonly EtcdClient _etcdClient;

    public EtcdConfigurationProvider(EtcdOptions options)
    {
        //实例化EtcdClient
        _etcdClient = new EtcdClient(options.Address,username: options.UserName,password: options.PassWord);
        _path = options.Path;
        _reloadOnChange = options.ReloadOnChange;
    }

    /// <summary>
    /// 重写加载方式
    /// </summary>
    public override void Load()
    {
        //读取数据
        LoadData();
        //数据发生转变是否重新加载
        if (_reloadOnChange)
        {
            ReloadData();
        }
    }

    private void LoadData()
    {
        //读取Etcd里的数据
        string result = _etcdClient.GetValAsync(_path).GetAwaiter().GetResult();
        if (string.IsNullOrEmpty(result))
        {
            return;
        }
        //转换一下数据结构，这里我使用的是json花样
        //读取的数据只要赋值到Data属性上即可,IConfiguration真正读取的数据就是存储到Data的字典数据
        Data = ConvertData(result);
    }

    private IDictionary<string,string> ConvertData(string result)
    {
        byte[] array = Encoding.UTF8.GetBytes(result);
        MemoryStream stream = new MemoryStream(array);
        //JsonConfigurationFileParser是将json数据转换为Configuration可读取的结构(复制JsonConfiguration类库里的)
        return JsonConfigurationFileParser.Parse(stream);
    }

    private void ReloadData()
    {
        WatchRequest request = new WatchRequest()
        {
            CreateRequest = new WatchCreateRequest()
            {
                //需要转换一个花样,由于etcd v3版本的接口都包含在grpc的界说中
                Key = ByteString.CopyFromUtf8(_path)
            }
        };
        //监听Etcd节点转变,获取调换数据，更新设置
        _etcdClient.Watch(request, rsp =>
        {
            if (rsp.Events.Any())
            {
                var @event = rsp.Events[0];
                //需要转换一个花样,由于etcd v3版本的接口都包含在grpc的界说中
                Data = ConvertData(@event.Kv.Value.ToStringUtf8());
                //需要挪用ConfigurationProvider的OnReload方式触发ConfigurationReloadToken通知
                //这样才能对使用Configuration的类发送数据调换通知
                //好比IOptionsMonitor就是通过ConfigurationReloadToken通知调换数据的
                OnReload();
            }
        });
    }
}

使用方式如下

builder.AddEtcd("http://127.0.0.1:2379", "service/mydemo", true);

顺便给人人推荐一个Etcd可视化治理工具ETCD Manager，以便更好的学习Etcd。
到这里，基本上就竣事了，是不是异常简朴。主要照样Configuration自己的设计思绪对照清晰，以是实现起来也不费劲。

总结

    以上代码都已经上传了我的GitHub，该堆栈还扩展了其他数据源的读取好比Consul、Properties文件、Yaml文件的读取，实现思绪也都大致相似,有兴趣的同砚可以自行查阅。由于主要是解说实现思绪,可能许多细节并未做处置还望见谅。若是有疑问或者更好的建议，迎接谈论区交流指导。

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