minio/docs/zh_CN/shared-backend/DESIGN.md
2017-11-22 15:15:40 -08:00

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介绍 Slack

该特性可以让多个Minio实例使用一个共享的NAS存储而且不需要做什么特殊的设置。文件默认已经做了同步以及加锁。

目的

由于Minio的设计理念是为单租户场景服务所以用户希望采用在一个存储后端上运行多个Minio实例这个存储后端可能是一个已有的NAS。Minio支持这种共享存储后端的特性而且不需要用户做额外的设置。

限制

  • 如果正在执行GetObject()则PutObject()会阻塞并等待。
  • 如果正在执行PutObject()或者GetObject()则CompleteMultipartUpload()会阻塞并等待。
  • 无法
  • A CompleteMultipartUpload() is blocked and waits if another PutObject() or GetObject() is in progress.
  • 无法运行FS模式作为remote disk RPC。

如何运行?

运行共享存储后端的Minio和直接运行在一块独立磁盘的Minio没有啥区别不需要做额外设置来开启这个特性。访问NAS上的文件默认就会加锁和同步。以下示例将对您选择的每个操作系统上的操作进行阐述

Ubuntu 16.04 LTS

示例1: 运行Minio实例在持载在/path/to/nfs-volume路径下的共享后端存储。

On linux server1

minio server /path/to/nfs-volume

On linux server2

minio server /path/to/nfs-volume

Windows 2012 Server

示例1: 运行Minio实例在持载在\\remote-server\cifs路径下的共享后端存储。

On windows server1

minio.exe server \\remote-server\cifs\data

On windows server2

minio.exe server \\remote-server\cifs\data

或者共享存储挂载在D:\盘.

On windows server1

minio.exe server D:\data

On windows server2

minio.exe server D:\data

架构

POSIX/Win32 Locks

Lock process

在同一个Minio实例中lock由现有的内存命名空间锁** sync.RWMutex **等)处理。 为了在许多Minio实例之间同步锁我们利用Unix上的POSIXfcntl锁定和WindowsLockFileExWin32 API。 如果相邻Minio实例在同一路径上有任何读锁则写锁请求会被阻塞。 如果有正在进行的写锁,读锁也是如此。

Unlock process

关闭文件描述符fd就会将之前获得的锁释放。关闭fd将告诉内核放弃当前进程在路径上保留的所有锁。当相同进程在同一路径上有多个读操作时这会变得更加棘手这意味着关闭一个fd也会为所有并发读释放锁。 为了正确地处理这种情况实现了简单的fd引用计数多个读操作之间共享相同的fd。 当读操作开始关闭fd时我们开始减少引用计数一旦引用计数达到零我们可以确保没有更多的活跃读操作。 所以我们继续关闭底层文件描述符,这将放弃在路径上保留的读锁。

这个不适用于写操作,因为对于每个对象总是有一个写和多个读。

处理并发。

这里的一个例子显示了如何使用GetObject()处理争用。

GetObject()持有fs.json的一个读锁。

	fsMetaPath := pathJoin(fs.fsPath, minioMetaBucket, bucketMetaPrefix, bucket, object, fsMetaJSONFile)
	rlk, err := fs.rwPool.Open(fsMetaPath)
	if err != nil {
		return toObjectErr(traceError(err), bucket, object)
	}
	defer rlk.Close()

... you can perform other operations here ...

	_, err = io.CopyBuffer(writer, reader, buf)

... after successful copy operation unlocks the read lock ...

对同一个对象的并发PutObject操作 在同一个对象上请求一个并发的PutObject, PutObject()尝试获取一个fs.json上的写锁。

	fsMetaPath := pathJoin(fs.fsPath, minioMetaBucket, bucketMetaPrefix, bucket, object, fsMetaJSONFile)
	wlk, err := fs.rwPool.Create(fsMetaPath)
	if err != nil {
		return ObjectInfo{}, toObjectErr(err, bucket, object)
	}
	// This close will allow for locks to be synchronized on `fs.json`.
	defer wlk.Close()

现在从上面的代码片段可以看到直到GetObject()返回。 以下部分代码将被阻塞。

	wlk, err := fs.rwPool.Create(fsMetaPath)

这咱限制是必须的以避免给客户端返回损坏的数据。反之亦然PutObject(),GetObject()也会等待PutObject()完成之后再执行。

警告 (并发)

假设有3个Minio服务共享一个存储后端

minio1

  • DeleteObject(object1) --> 在object1删除操作时持有fs.json的锁。

minio2

  • PutObject(object1) --> 等DeleteObject完毕后进行锁定。

minio3

  • PutObject(object1) --> (concurrent request during PutObject minio2 checking if fs.json exists)

一旦获取到锁之后minio2验证文件是否真的存在以避免获得已被删除的fd的锁。但是这种情况与minio3存在竞争因为minio3也在尝试写同一个文件。这就存在一种可能fs.json已经被创建了所以minio2获得的锁就无效这样就可能会导致数据不一致。

这是一种已知的问题而且没办法通过POSIX fcntl锁来解决。这种情况是共享存储后端的限制请你知晓。