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一文讲懂服务的优雅重启和更新

一文讲懂服务的优雅重启和更新

作者: kevwan | 来源:发表于2021-06-07 13:21 被阅读0次

    在服务端程序更新或重启时,如果我们直接 kill -9 杀掉旧进程并启动新进程,会有以下几个问题:

    1. 旧的请求未处理完,如果服务端进程直接退出,会造成客户端链接中断(收到 RST
    2. 新请求打过来,服务还没重启完毕,造成 connection refused
    3. 即使是要退出程序,直接 kill -9 仍然会让正在处理的请求中断

    很直接的感受就是:在重启过程中,会有一段时间不能给用户提供正常服务;同时粗鲁关闭服务,也可能会对业务依赖的数据库等状态服务造成污染。

    所以我们服务重启或者是重新发布过程中,要做到新旧服务无缝切换,同时可以保障变更服务 零宕机时间

    作为一个微服务框架,那 go-zero 是怎么帮开发者做到优雅退出的呢?下面我们一起看看。

    优雅退出

    在实现优雅重启之前首先需要解决的一个问题是 如何优雅退出

    对 http 服务来说,一般的思路就是关闭对 fdlisten , 确保不会有新的请求进来的情况下处理完已经进入的请求, 然后退出。

    go 原生中 http 中提供了 server.ShutDown(),先来看看它是怎么实现的:

    1. 设置 inShutdown 标志
    2. 关闭 listeners 保证不会有新请求进来
    3. 等待所有活跃链接变成空闲状态
    4. 退出函数,结束

    分别来解释一下这几个步骤的含义:

    inShutdown

    func (srv *Server) ListenAndServe() error {
        if srv.shuttingDown() {
            return ErrServerClosed
        }
        ....
        // 实际监听端口;生成一个 listener
        ln, err := net.Listen("tcp", addr)
        if err != nil {
            return err
        }
        // 进行实际逻辑处理,并将该 listener 注入
        return srv.Serve(tcpKeepAliveListener{ln.(*net.TCPListener)})
    }
    
    func (s *Server) shuttingDown() bool {
        return atomic.LoadInt32(&s.inShutdown) != 0
    }
    

    ListenAndServe 是http启动服务器的必经函数,里面的第一句就是判断 Server 是否被关闭了。

    inShutdown 就是一个原子变量,非0表示被关闭。

    listeners

    func (srv *Server) Serve(l net.Listener) error {
        ...
        // 将注入的 listener 加入内部的 map 中
        // 方便后续控制从该 listener 链接到的请求
        if !srv.trackListener(&l, true) {
            return ErrServerClosed
        }
        defer srv.trackListener(&l, false)
        ...
    }
    

    Serve 中注册到内部 listeners maplistener,在 ShutDown 中就可以直接从 listeners 中获取到,然后执行 listener.Close(),TCP四次挥手后,新的请求就不会进入了。

    closeIdleConns

    简单来说就是:将目前 Server 中记录的活跃链接变成变成空闲状态,返回。

    关闭

    func (srv *Server) Serve(l net.Listener) error {
      ...
      for {
        rw, err := l.Accept()
        // 此时 accept 会发生错误,因为前面已经将 listener close了
        if err != nil {
          select {
          // 又是一个标志:doneChan
          case <-srv.getDoneChan():
            return ErrServerClosed
          default:
          }
        }
      }
    }
    

    其中 getDoneChan 中已经在前面关闭 listener 时,对 doneChan 这个channel中push。

    总结一下:Shutdown 可以优雅的终止服务,期间不会中断已经活跃的链接

    但服务启动后的某一时刻,程序如何知道服务被中断了呢?服务被中断时如何通知程序,然后调用Shutdown作处理呢?接下来看一下系统信号通知函数的作用

    服务中断

    这个时候就要依赖 OS 本身提供的 signal。对应 go 原生来说,signalNotify 提供系统信号通知的能力。

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

    func init() {
      go func() {
        var profiler Stopper
        
        signals := make(chan os.Signal, 1)
        signal.Notify(signals, syscall.SIGUSR1, syscall.SIGUSR2, syscall.SIGTERM)
    
        for {
          v := <-signals
          switch v {
          case syscall.SIGUSR1:
            dumpGoroutines()
          case syscall.SIGUSR2:
            if profiler == nil {
              profiler = StartProfile()
            } else {
              profiler.Stop()
              profiler = nil
            }
          case syscall.SIGTERM:
            // 正在执行优雅关闭的地方
            gracefulStop(signals)
          default:
            logx.Error("Got unregistered signal:", v)
          }
        }
      }()
    }
    
    • SIGUSR1 -> 将 goroutine 状况,dump下来,这个在做错误分析时还挺有用的

    • SIGUSR2 -> 开启/关闭所有指标监控,自行控制 profiling 时长

    • SIGTERM -> 真正开启 gracefulStop,优雅关闭

    gracefulStop 的流程如下:

    1. 取消监听信号,毕竟要退出了,不需要重复监听了
    2. wrap up,关闭目前服务请求,以及资源
    3. time.Sleep() ,等待资源处理完成,以后关闭完成
    4. shutdown ,通知退出
    5. 如果主goroutine还没有退出,则主动发送 SIGKILL 退出进程

    这样,服务不再接受新的请求,服务活跃的请求等待处理完成,同时也等待资源关闭(数据库连接等),如有超时,强制退出。

    整体流程

    我们目前 go 程序都是在 docker 容器中运行,所以在服务发布过程中,k8s 会向容器发送一个 SIGTERM 信号,然后容器中程序接收到信号,开始执行 ShutDown

    image

    到这里,整个优雅关闭的流程就梳理完毕了。

    但是还有平滑重启,这个就依赖 k8s 了,基本流程如下:

    • old pod 未退出之前,先启动 new pod
    • old pod 继续处理完已经接受的请求,并且不再接受新请求
    • new pod接受并处理新请求的方式
    • old pod 退出

    这样整个服务重启就算是成功了,如果 new pod 没有启动成功,old pod 也可以提供服务,不会对目前线上的服务造成影响。

    项目地址

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

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