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一文講懂服務(wù)的優(yōu)雅重啟和更新

開(kāi)發(fā) 架構(gòu)
在重啟過(guò)程中,會(huì)有一段時(shí)間不能給用戶(hù)提供正常服務(wù);同時(shí)粗魯關(guān)閉服務(wù),也可能會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)依賴(lài)的數(shù)據(jù)庫(kù)等狀態(tài)服務(wù)造成污染。所以我們服務(wù)重啟或者是重新發(fā)布過(guò)程中,要做到新舊服務(wù)無(wú)縫切換,同時(shí)可以保障變更服務(wù) 零宕機(jī)時(shí)間!

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本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「微服務(wù)實(shí)踐」,作者h(yuǎn)xl。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系微服務(wù)實(shí)踐公眾號(hào)。   

在服務(wù)端程序更新或重啟時(shí),如果我們直接 kill -9 殺掉舊進(jìn)程并啟動(dòng)新進(jìn)程,會(huì)有以下幾個(gè)問(wèn)題:

  1. 舊的請(qǐng)求未處理完,如果服務(wù)端進(jìn)程直接退出,會(huì)造成客戶(hù)端鏈接中斷(收到 RST)
  2. 新請(qǐng)求打過(guò)來(lái),服務(wù)還沒(méi)重啟完畢,造成 connection refused
  3. 即使是要退出程序,直接 kill -9 仍然會(huì)讓正在處理的請(qǐng)求中斷

很直接的感受就是:在重啟過(guò)程中,會(huì)有一段時(shí)間不能給用戶(hù)提供正常服務(wù);同時(shí)粗魯關(guān)閉服務(wù),也可能會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)依賴(lài)的數(shù)據(jù)庫(kù)等狀態(tài)服務(wù)造成污染。

所以我們服務(wù)重啟或者是重新發(fā)布過(guò)程中,要做到新舊服務(wù)無(wú)縫切換,同時(shí)可以保障變更服務(wù) 零宕機(jī)時(shí)間!

作為一個(gè)微服務(wù)框架,那 go-zero 是怎么幫開(kāi)發(fā)者做到優(yōu)雅退出的呢?下面我們一起看看。

優(yōu)雅退出

在實(shí)現(xiàn)優(yōu)雅重啟之前首先需要解決的一個(gè)問(wèn)題是 如何優(yōu)雅退出:

對(duì) http 服務(wù)來(lái)說(shuō),一般的思路就是關(guān)閉對(duì) fd 的 listen , 確保不會(huì)有新的請(qǐng)求進(jìn)來(lái)的情況下處理完已經(jīng)進(jìn)入的請(qǐng)求, 然后退出。

go 原生中 http 中提供了 server.ShutDown(),先來(lái)看看它是怎么實(shí)現(xiàn)的:

  1. 設(shè)置 inShutdown 標(biāo)志
  2. 關(guān)閉 listeners 保證不會(huì)有新請(qǐng)求進(jìn)來(lái)
  3. 等待所有活躍鏈接變成空閑狀態(tài)
  4. 退出函數(shù),結(jié)束

分別來(lái)解釋一下這幾個(gè)步驟的含義:

inShutdown

  1. func (srv *Server) ListenAndServe() error { 
  2.     if srv.shuttingDown() { 
  3.         return ErrServerClosed 
  4.     } 
  5.     .... 
  6.     // 實(shí)際監(jiān)聽(tīng)端口;生成一個(gè) listener 
  7.     ln, err := net.Listen("tcp", addr) 
  8.     if err != nil { 
  9.         return err 
  10.     } 
  11.     // 進(jìn)行實(shí)際邏輯處理,并將該 listener 注入 
  12.     return srv.Serve(tcpKeepAliveListener{ln.(*net.TCPListener)}) 
  13.  
  14. func (s *Server) shuttingDown() bool { 
  15.   return atomic.LoadInt32(&s.inShutdown) != 0 

ListenAndServe 是http啟動(dòng)服務(wù)器的必經(jīng)函數(shù),里面的第一句就是判斷 Server 是否被關(guān)閉了。

inShutdown 就是一個(gè)原子變量,非0表示被關(guān)閉。

listeners

  1. func (srv *Server) Serve(l net.Listener) error { 
  2.     ... 
  3.     // 將注入的 listener 加入內(nèi)部的 map 中 
  4.     // 方便后續(xù)控制從該 listener 鏈接到的請(qǐng)求 
  5.     if !srv.trackListener(&l, true) { 
  6.         return ErrServerClosed 
  7.     } 
  8.     defer srv.trackListener(&l, false
  9.    ... 

Serve 中注冊(cè)到內(nèi)部 listeners map 中 listener,在 ShutDown 中就可以直接從 listeners 中獲取到,然后執(zhí)行 listener.Close(),TCP四次揮手后,新的請(qǐng)求就不會(huì)進(jìn)入了。

closeIdleConns

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是:將目前 Server 中記錄的活躍鏈接變成變成空閑狀態(tài),返回。

關(guān)閉

  1. func (srv *Server) Serve(l net.Listener) error { 
  2.   ... 
  3.   for { 
  4.     rw, err := l.Accept() 
  5.     // 此時(shí) accept 會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤,因?yàn)榍懊嬉呀?jīng)將 listener close了 
  6.     if err != nil { 
  7.       select { 
  8.       // 又是一個(gè)標(biāo)志:doneChan 
  9.       case <-srv.getDoneChan(): 
  10.         return ErrServerClosed 
  11.       default
  12.       } 
  13.     } 
  14.   } 

其中 getDoneChan 中已經(jīng)在前面關(guān)閉 listener 時(shí),對(duì) doneChan 這個(gè)channel中push。

總結(jié)一下:Shutdown 可以?xún)?yōu)雅的終止服務(wù),期間不會(huì)中斷已經(jīng)活躍的鏈接。

但服務(wù)啟動(dòng)后的某一時(shí)刻,程序如何知道服務(wù)被中斷了呢?服務(wù)被中斷時(shí)如何通知程序,然后調(diào)用Shutdown作處理呢?接下來(lái)看一下系統(tǒng)信號(hào)通知函數(shù)的作用

服務(wù)中斷

這個(gè)時(shí)候就要依賴(lài) OS 本身提供的 signal。對(duì)應(yīng) go 原生來(lái)說(shuō),signal 的 Notify 提供系統(tǒng)信號(hào)通知的能力。

https://github.com/tal-tech/go-zero/blob/master/core/proc/signals.go

  1. func init() { 
  2.   go func() { 
  3.     var profiler Stopper 
  4.      
  5.     signals := make(chan os.Signal, 1) 
  6.     signal.Notify(signals, syscall.SIGUSR1, syscall.SIGUSR2, syscall.SIGTERM) 
  7.  
  8.     for { 
  9.       v := <-signals 
  10.       switch v { 
  11.       case syscall.SIGUSR1: 
  12.         dumpGoroutines() 
  13.       case syscall.SIGUSR2: 
  14.         if profiler == nil { 
  15.           profiler = StartProfile() 
  16.         } else { 
  17.           profiler.Stop() 
  18.           profiler = nil 
  19.         } 
  20.       case syscall.SIGTERM: 
  21.         // 正在執(zhí)行優(yōu)雅關(guān)閉的地方 
  22.         gracefulStop(signals) 
  23.       default
  24.         logx.Error("Got unregistered signal:", v) 
  25.       } 
  26.     } 
  27.   }() 
  • SIGUSR1 -> 將 goroutine 狀況,dump下來(lái),這個(gè)在做錯(cuò)誤分析時(shí)還挺有用的
  • SIGUSR2 -> 開(kāi)啟/關(guān)閉所有指標(biāo)監(jiān)控,自行控制 profiling 時(shí)長(zhǎng)
  • SIGTERM -> 真正開(kāi)啟 gracefulStop,優(yōu)雅關(guān)閉

而 gracefulStop 的流程如下:

  1. 取消監(jiān)聽(tīng)信號(hào),畢竟要退出了,不需要重復(fù)監(jiān)聽(tīng)了
  2. wrap up,關(guān)閉目前服務(wù)請(qǐng)求,以及資源
  3. time.Sleep() ,等待資源處理完成,以后關(guān)閉完成
  4. shutdown ,通知退出
  5. 如果主goroutine還沒(méi)有退出,則主動(dòng)發(fā)送 SIGKILL 退出進(jìn)程

這樣,服務(wù)不再接受新的請(qǐng)求,服務(wù)活躍的請(qǐng)求等待處理完成,同時(shí)也等待資源關(guān)閉(數(shù)據(jù)庫(kù)連接等),如有超時(shí),強(qiáng)制退出。

整體流程

我們目前 go 程序都是在 docker 容器中運(yùn)行,所以在服務(wù)發(fā)布過(guò)程中,k8s 會(huì)向容器發(fā)送一個(gè) SIGTERM 信號(hào),然后容器中程序接收到信號(hào),開(kāi)始執(zhí)行 ShutDown:

到這里,整個(gè)優(yōu)雅關(guān)閉的流程就梳理完畢了。

但是還有平滑重啟,這個(gè)就依賴(lài) k8s 了,基本流程如下:

  • old pod 未退出之前,先啟動(dòng) new pod
  • old pod 繼續(xù)處理完已經(jīng)接受的請(qǐng)求,并且不再接受新請(qǐng)求
  • new pod接受并處理新請(qǐng)求的方式
  • old pod 退出

這樣整個(gè)服務(wù)重啟就算是成功了,如果 new pod 沒(méi)有啟動(dòng)成功,old pod 也可以提供服務(wù),不會(huì)對(duì)目前線(xiàn)上的服務(wù)造成影響。

項(xiàng)目地址

https://github.com/tal-tech/go-zero

歡迎使用 go-zero 并 star 支持我們!

 

責(zé)任編輯:武曉燕 來(lái)源: 微服務(wù)實(shí)踐
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