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一文講懂服務(wù)的優(yōu)雅重啟和更新

開發(fā) 架構(gòu)
在重啟過程中,會有一段時間不能給用戶提供正常服務(wù);同時粗魯關(guān)閉服務(wù),也可能會對業(yè)務(wù)依賴的數(shù)據(jù)庫等狀態(tài)服務(wù)造成污染。所以我們服務(wù)重啟或者是重新發(fā)布過程中,要做到新舊服務(wù)無縫切換,同時可以保障變更服務(wù) 零宕機時間!

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本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號「微服務(wù)實踐」,作者hxl。轉(zhuǎn)載本文請聯(lián)系微服務(wù)實踐公眾號。   

在服務(wù)端程序更新或重啟時,如果我們直接 kill -9 殺掉舊進程并啟動新進程,會有以下幾個問題:

  1. 舊的請求未處理完,如果服務(wù)端進程直接退出,會造成客戶端鏈接中斷(收到 RST)
  2. 新請求打過來,服務(wù)還沒重啟完畢,造成 connection refused
  3. 即使是要退出程序,直接 kill -9 仍然會讓正在處理的請求中斷

很直接的感受就是:在重啟過程中,會有一段時間不能給用戶提供正常服務(wù);同時粗魯關(guān)閉服務(wù),也可能會對業(yè)務(wù)依賴的數(shù)據(jù)庫等狀態(tài)服務(wù)造成污染。

所以我們服務(wù)重啟或者是重新發(fā)布過程中,要做到新舊服務(wù)無縫切換,同時可以保障變更服務(wù) 零宕機時間!

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

優(yōu)雅退出

在實現(xiàn)優(yōu)雅重啟之前首先需要解決的一個問題是 如何優(yōu)雅退出:

對 http 服務(wù)來說,一般的思路就是關(guān)閉對 fd 的 listen , 確保不會有新的請求進來的情況下處理完已經(jīng)進入的請求, 然后退出。

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

  1. 設(shè)置 inShutdown 標志
  2. 關(guān)閉 listeners 保證不會有新請求進來
  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

分別來解釋一下這幾個步驟的含義:

inShutdown

  1. func (srv *Server) ListenAndServe() error { 
  2.     if srv.shuttingDown() { 
  3.         return ErrServerClosed 
  4.     } 
  5.     .... 
  6.     // 實際監(jiān)聽端口;生成一個 listener 
  7.     ln, err := net.Listen("tcp", addr) 
  8.     if err != nil { 
  9.         return err 
  10.     } 
  11.     // 進行實際邏輯處理,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 鏈接到的請求 
  5.     if !srv.trackListener(&l, true) { 
  6.         return ErrServerClosed 
  7.     } 
  8.     defer srv.trackListener(&l, false
  9.    ... 

Serve 中注冊到內(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,新的請求就不會進入了。

closeIdleConns

簡單來說就是: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 accept 會發(fā)生錯誤,因為前面已經(jīng)將 listener close了 
  6.     if err != nil { 
  7.       select { 
  8.       // 又是一個標志: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,對 doneChan 這個channel中push。

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

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

服務(wù)中斷

這個時候就要依賴 OS 本身提供的 signal。對應(yīng) go 原生來說,signal 的 Notify 提供系統(tǒng)信號通知的能力。

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,這個在做錯誤分析時還挺有用的
  • SIGUSR2 -> 開啟/關(guān)閉所有指標監(jiān)控,自行控制 profiling 時長
  • SIGTERM -> 真正開啟 gracefulStop,優(yōu)雅關(guān)閉

而 gracefulStop 的流程如下:

  1. 取消監(jiān)聽信號,畢竟要退出了,不需要重復(fù)監(jiān)聽了
  2. wrap up,關(guān)閉目前服務(wù)請求,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還沒有退出,則主動發(fā)送 SIGKILL 退出進程

這樣,服務(wù)不再接受新的請求,服務(wù)活躍的請求等待處理完成,同時也等待資源關(guān)閉(數(shù)據(jù)庫連接等),如有超時,強制退出。

整體流程

我們目前 go 程序都是在 docker 容器中運行,所以在服務(wù)發(fā)布過程中,k8s 會向容器發(fā)送一個 SIGTERM 信號,然后容器中程序接收到信號,開始執(zhí)行 ShutDown:

到這里,整個優(yōu)雅關(guān)閉的流程就梳理完畢了。

但是還有平滑重啟,這個就依賴 k8s 了,基本流程如下:

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

這樣整個服務(wù)重啟就算是成功了,如果 new pod 沒有啟動成功,old pod 也可以提供服務(wù),不會對目前線上的服務(wù)造成影響。

項目地址

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

歡迎使用 go-zero 并 star 支持我們!

 

責任編輯:武曉燕 來源: 微服務(wù)實踐
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