思考并回答以下问题：
上一讲，我已经带你认识了基于etcd实现的Leader选举、互斥锁和读写锁，今天，我们来学习下基于etcd的分布式队列、栅栏和STM。只要你学过计算机算法和数据结构相关的知识，队列这种数据结构你一定不陌生，它是一种先进先出的类型，有出队（dequeue）和入队（enqueue）两种操作。在第12讲中，我专门讲到了一种叫做lock-free的队列。队列在单机的应用程序中常常使用，但是在分布式环境中，多节点如何并发地执行入队和出队的操作呢？这一讲，我会带你认识一下基于etcd实现的分布式队列。除此之外，我还会讲用分布式栅栏编排一组分布式节点同时执行的方法，以及简化多个key的操作并且提供事务功能的STM（SoftwareTransactionalMemory，软件事务内存）。分布式队列和优先级队列前一讲我也讲到，我们并不是从零开始实现一个分布式队列，而是站在etcd的肩膀上，利用etcd提供的功能实现分布式队列。
etcd集群的可用性由etcd集群的维护者来保证，我们不用担心网络分区、节点宕机等问题。我们可以把这些通通交给etcd的运维人员，把我们自己的关注点放在使用上。下面，我们就来了解下etcd提供的分布式队列。etcd通过github.com/coreos/etcd/contrib/recipes包提供了分布式队列这种数据结构。创建分布式队列的方法非常简单，只有一个，即NewQueue，你只需要传入etcd的client和这个队列的名字，就可以了。代码如下：
这个队列只有两个方法，分别是出队和入队，队列中的元素是字符串类型。这两个方法的签名如下所示：
需要注意的是，如果这个分布式队列当前为空，调用Dequeue方法的话，会被阻塞，直到有元素可以出队才返回。既然是分布式的队列，那就意味着，我们可以在一个节点将元素放入队列，在另外一个节点把它取出。在我接下来讲的例子中，你就可以启动两个节点，一个节点往队列中放入元素，一个节点从队列中取出元素，看看是否能正常取出来。etcd的分布式队列是一种多读多写的队列，所以，你也可以启动多个写节点和多个读节点。下面我们来借助代码，看一下如何实现分布式队列。首先，我们启动一个程序，它会从命令行读取你的命令，然后执行。你可以输入push，将一个元素入队，输入pop，将一个元素弹出。另外，你还可以使用这个程序启动多个实例，用来模拟分布式的环境：
我们可以打开两个终端，分别执行这个程序。在第一个终端中执行入队操作，在第二个终端中执行出队操作，并且观察一下出队、入队是否正常。除了刚刚说的分布式队列，etcd还提供了优先级队列（PriorityQueue）。它的用法和队列类似，也提供了出队和入队的操作，只不过，在入队的时候，除了需要把一个值加入到队列，我们还需要提供uint16类型的一个整数，作为此值的优先级，优先级高的元素会优先出队。优先级队列的测试程序如下，你可以在一个节点输入一些不同优先级的元素，在另外一个节点读取出来，看看它们是不是按照优先级顺序弹出的：
你看，利用etcd实现分布式队列和分布式优先队列，就是这么简单。所以，在实际项目中，如果有这类需求的话，你就可以选择用etcd实现。不过，在使用分布式并发原语时，除了需要考虑可用性和数据一致性，还需要考虑分布式设计带来的性能损耗问题。所以，在使用之前，你一定要做好性能的评估。分布式栅栏在第17讲中，我们学习了循环栅栏CyclicBarrier，它和第6讲的标准库中的WaitGroup，本质上是同一类并发原语，都是等待同一组goroutine同时执行，或者是等待同一组goroutine都完成。在分布式环境中，我们也会遇到这样的场景：一组节点协同工作，共同等待一个信号，在信号未出现前，这些节点会被阻塞住，而一旦信号出现，这些阻塞的节点就会同时开始继续执行下一步的任务。etcd也提供了相应的分布式并发原语。
Barrier：分布式栅栏。如果持有Barrier的节点释放了它，所有等待这个Barrier的节点就不会被阻塞，而是会继续执行。DoubleBarrier：计数型栅栏。在初始化计数型栅栏的时候，我们就必须提供参与节点的数量，当这些数量的节点都Enter或者Leave的时候，这个栅栏就会放开。所以，我们把它称为计数型栅栏。Barrier：分布式栅栏我们先来学习下分布式Barrier。分布式Barrier的创建很简单，你只需要提供etcd的Client和Barrier的名字就可以了，如下所示：
Barrier提供了三个方法，分别是Hold、Release和Wait，代码如下：
Hold方法是创建一个Barrier。如果Barrier已经创建好了，有节点调用它的Wait方法，就会被阻塞。Release方法是释放这个Barrier，也就是打开栅栏。如果使用了这个方法，所有被阻塞的节点都会被放行，继续执行。Wait方法会阻塞当前的调用者，直到这个Barrier被release。如果这个栅栏不存在，调用者不会被阻塞，而是会继续执行。学习并发原语最好的方式就是使用它。下面我们就来借助一个例子，来看看Barrier该怎么用。你可以在一个终端中运行这个程序，执行”hold””release”命令，模拟栅栏的持有和释放。在另外一个终端中运行这个程序，不断调用”wait”方法，看看是否能正常地跳出阻塞继续执行：
DoubleBarrier：计数型栅栏etcd还提供了另外一种栅栏，叫做DoubleBarrier，这也是一种非常有用的栅栏。这个栅栏初始化的时候需要提供一个计数count，如下所示：
同时，它还提供了两个方法，分别是Enter和Leave，代码如下：
我来解释下这两个方法的作用。
当调用者调用Enter时，会被阻塞住，直到一共有count（初始化这个栅栏的时候设定的值）个节点调用了Enter，这count个被阻塞的节点才能继续执行。所以，你可以利用它编排一组节点，让这些节点在同一个时刻开始执行任务。同理，如果你想让一组节点在同一个时刻完成任务，就可以调用Leave方法。节点调用Leave方法的时候，会被阻塞，直到有count个节点，都调用了Leave方法，这些节点才能继续执行。我们再来看一下DoubleBarrier的使用例子。你可以起两个节点，同时执行Enter方法，看看这两个节点是不是先阻塞，之后才继续执行。然后，你再执行Leave方法，也观察一下，是不是先阻塞又继续执行的。
好了，我们先来简单总结一下。我们在第17讲学习的循环栅栏，控制的是同一个进程中的不同goroutine的执行，而分布式栅栏和计数型栅栏控制的是不同节点、不同进程的执行。当你需要协调一组分布式节点在某个时间点同时运行的时候，可以考虑etcd提供的这组并发原语。STM提到事务，你肯定不陌生。在开发基于数据库的应用程序的时候，我们经常用到事务。事务就是要保证一组操作要么全部成功，要么全部失败。在学习STM之前，我们要先了解一下etcd的事务以及它的问题。etcd提供了在一个事务中对多个key的更新功能，这一组key的操作要么全部成功，要么全部失败。etcd的事务实现方式是基于CAS方式实现的，融合了Get、Put和Delete操作。etcd的事务操作如下，分为条件块、成功块和失败块，条件块用来检测事务是否成功，如果成功，就执行Then(…)，如果失败，就执行Else(…)：
我们来看一个利用etcd的事务实现转账的小例子。我们从账户from向账户to转账amount，代码如下：
从刚刚的这段代码中，我们可以看到，虽然可以利用etcd实现事务操作，但是逻辑还是比较复杂的。因为事务使用起来非常麻烦，所以etcd又在这些基础API上进行了封装，新增了一种叫做STM的操作，提供了更加便利的方法。下面我们来看一看STM怎么用。要使用STM，你需要先编写一个apply函数，这个函数的执行是在一个事务之中的：
这个方法包含一个STM类型的参数，它提供了对key值的读写操作。STM提供了4个方法，分别是Get、Put、Receive和Delete，代码如下：
使用etcdSTM的时候，我们只需要定义一个apply方法，比如说转账方法exchange，然后通过concurrency.NewSTM(cli,exchange)，就可以完成转账事务的执行了。STM咋用呢？我们还是借助一个例子来学习下。下面这个例子创建了5个银行账号，然后随机选择一些账号两两转账。在转账的时候，要把源账号一半的钱要转给目标账号。这个例子启动了10个goroutine去执行这些事务，每个goroutine要完成100个事务。为了确认事务是否出错了，我们最后要校验每个账号的钱数和总钱数。总钱数不变，就代表执行成功了。这个例子的代码如下：
总结一下，当你利用etcd做存储时，是可以利用STM实现事务操作的，一个事务可以包含多个账号的数据更改操作，事务能够保证这些更改要么全成功，要么全失败。总结如果我们把眼光放得更宽广一些，其实并不只是etcd提供了这些并发原语，比如我上节课一开始就提到了，Zookeeper很早也提供了类似的并发原语，只不过只提供了Java的库，并没有提供合适的Go库。另外，根据Consul官方的反馈，他们并没有开发这些并发原语的计划，所以，从目前来看，etcd是个不错的选择。当然，也有一些其它不太知名的分布式原语库，但是活跃度不高，可用性低，所以我们也不需要去了解了。其实，你也可以使用Redis实现分布式锁，或者是基于MySQL实现分布式锁，这也是常用的选择。对于大厂来说，选择起来是非常简单的，只需要看看厂内提供了哪个基础服务，哪个更稳定些。对于没有etcd、Redis这些基础服务的公司来说，很重要的一点，就是自己搭建一套这样的基础服务，并且运维好，这就需要考察你们对etcd、Redis、MySQL的技术把控能力了，哪个用得更顺手，就用哪个。
一般来说，我不建议你自己去实现分布式原语，最好是直接使用etcd、Redis这些成熟的软件提供的功能，这也意味着，我们将程序的风险转嫁到了这些基础服务上，这些基础服务必须要能够提供足够的服务保障。
思考题部署一个3节点的etcd集群，测试一下分布式队列的性能。etcd提供的STM是分布式事务吗？