1 客戶端通訊方式

etcdv3的客戶端使用gRPC與server進行通訊，通訊的訊息協議使用protobuf進行約定，代替了v2版本的HTTP-json格式，使用二進位制替代文字，更加節省空間。

同時gRPC使用的是HTTP/2協議，同一個連線可以同時處理多個請求，不必像HTTP1.1協議中，多個請求需要建立多個連線。同時，HTTP/2會對請求的Header和請求資料進行壓縮編碼，常見的有Header幀，用於傳輸Header內容，另外就是Data幀，來傳輸正文實體。客戶端可以將多個請求放到不同的流中，然後將這些流拆分成幀的形式進行二進位制傳輸，傳輸的幀也會有一個編號，因此在一個連線中客 戶端可以傳送多個請求，減少了連線數，降低了對伺服器的壓力，二進位制的資料傳輸格式也會是傳輸速度更快。

2 KV儲存方式

etcd儲存的資料是一個K-V格式的儲存，etcdv2的key是一個遞迴的檔案目錄結構，在v3版本中的鍵改成了扁平化的資料結構，更加簡潔，v3中支援字首查詢，在etcdctl get key時可以加上字首查詢選項--prefix，從而達到v2的目錄結構查詢效果。

在etcdv2中的資料是一個純記憶體的實現，在etcdv3中的key放在記憶體中，利用btree進行索引，而將真正的value存放在磁碟中。

3 watch機制

etcdv2中的鍵被廢除以後，為了能夠跟蹤key的變化，使用了事件機制進行跟蹤，維護鍵的狀態，來防止被刪除掉的後鍵還能恢復和watch到，但是有一個滑動視窗的大小限制，那麼如果要獲取1000個時間之前的鍵就獲取不到了。因此etcdv2中通過watch來同步資料不是那麼可靠，斷開連線一段時間後就會導致有可能中間的鍵的改動獲取不到了。在etcdv3中支援get和watch鍵的任意的歷史版本記錄。

另外，v2中的watch本質上還是建立很多HTTP連線，每一個watch建立一個tcp套接字連線，當watch的客戶端過多的時候會大大消耗伺服器的資源，v3版本中的watch可以進行連線複用，多個客戶端可以共用相同的TCP連線。

4 鍵的過期機制

etcdv2中的鍵的實效是使用TTL機制來實現的，每個有存活時間的鍵，客戶端必須定期的進行重新整理重新設定保證它不被自動刪除，每次重新整理同時還會重新建立連線去更新鍵。在etcdv3版本中採用了租約機制進行實現，每個租約會有一個TTL，然後將一些key附加到租約上，當租約到期後，附加到它上邊的key都會被刪除。

利用鍵的過期機制可以實現服務註冊功能，我們可以將一個服務的域名、IP等資訊註冊到etcd中，並給相應的鍵設定租約，並在TTL時間內定期維持一個心跳進行重新整理。當服務故障後，心跳消失從而相應的鍵就會自動刪除，從而實現了服務的註冊功能和服務的健康檢查功能。

5 etcd的併發操作

在多個客戶端併發的讀取或者改寫一個key的時候就會產生競爭，因此要保證對鍵的變更是原子操作，在etcdv2中提供了CAS機制，每次更新前都會拿鍵的舊版本與當前版本進行compare比較，然後再決定是否進行swap（替換）。etcdv3中可以將多個操作組成一個事務，當滿足一定的條件的時候事務就會被執行。