概述

Kubernetes 中存在一个 Lease 类型，顾名思义，它的作用就是可以创建一个带租约的资源。假设有多个节点都想竞争 Leader，那么大家就先尝试创建这个带租约的 Lease 资源，如果创建成功，那么你就是 Leader 了。创建成功并不代表你一直都是 Leader，你还得定期（leaseDurationSeconds）地续租，如果没有续租，那么你的租约就会到期，那么就会被其他的参与者抢占了 Leader 的位置，从而失去 Leader。

示例代码

代码的使用方式是这样的：

• 第一步，得先创建出参与者对象

        // we use the Lease lock type since edits to Leases are less common
        // and fewer objects in the cluster watch "all Leases".
        lock := &resourcelock.LeaseLock{
            LeaseMeta: metav1.ObjectMeta{
                Name:      leaseLockName,
                Namespace: leaseLockNamespace,
            },
            Client: client.CoordinationV1(),
            LockConfig: resourcelock.ResourceLockConfig{
                Identity: id,
            },
        }

  这里需要指定几个东西，分别是：

  • Name：要竞争的锁的名字，所有的参与者使用同一个；
  • Namespace：锁所在的 namespace，一般情况下和应用在同一个 NS 就好了；
  • Identity：参与者的唯一标识，每个参与者的都不一样，用于标识谁在占有锁；

• 第二步：参与 Leader 竞选

  当确定要参加 Leader 的选举竞争之后，那么就需要实时关注选举的进程，这里有几个点是需要注意的：

    type LeaderCallbacks struct {
        // OnStartedLeading is called when a LeaderElector client starts leading
        OnStartedLeading func(context.Context)
        // OnStoppedLeading is called when a LeaderElector client stops leading
        OnStoppedLeading func()
        // OnNewLeader is called when the client observes a leader that is
        // not the previously observed leader. This includes the first observed
        // leader when the client starts.
        OnNewLeader func(identity string)
    }

  然后，参与竞选的代码需要这么写：

        // start the leader election code loop
        leaderelection.RunOrDie(ctx, leaderelection.LeaderElectionConfig{
            Lock: lock,
            ReleaseOnCancel: true,
            LeaseDuration:   60 * time.Second,
            RenewDeadline:   15 * time.Second,
            RetryPeriod:     5 * time.Second,
            Callbacks: leaderelection.LeaderCallbacks{
                OnStartedLeading: func(ctx context.Context) {
                    run(ctx)
                },
                OnStoppedLeading: func() {
                    klog.Infof("leader lost: %s", id)
                    os.Exit(0)
                },
                OnNewLeader: func(identity string) {
                    if identity == id {
                        return
                    }
                    klog.Infof("new leader elected: %s", identity)
                },
            },
        })

  这就是 Leader 选举的所有代码了，而你只需要关注当你成为 Leader 或者失去 Leader 的时候，你需要执行什么业务代码。

原理解析

其实这个 Leader 选举的原理很简单，Kubernetes 提供了一种带 “租期” 的类型 Lease，然后，通过创建 Name 唯一的 LeaseLock 资源，多个参与者中只有一个人能创建成功，那么谁创建成功（拥有）这个资源，谁就是 Leader。这里带 ”租期“，所以要求拥有这个资源的 Leader 必须定时续租，如果断租了，那么别的参与者就可以抢占这个 Lock。

因为有多个参与者参与抢占这个资源，所以会出现竞争，而解决竞争的方式 Kubernetes 是通过版本号的乐观锁解决。这个可以参考 ⁴ 进行了解 Kubernetes 的乐观锁。虽然在使用的时候，我们对这个版本号没有感觉，但是，通过查看 Kubernetes Client Go 的代码可以发现，这个事情其实是 SDK 帮助我们完成了：

Reference

• Client GO
• Simple leader election with Kubernetes and Docker
• 向 Kubernetes 学习 - Controller manager 的高可用实现方式
• Kubernetes 并发控制与数据一致性的实现原理