Gong服务实现平滑重启分析

02/27 00:04
阅读数 26

平滑重启是指能让我们的程序在重启的过程不中断服务,新老进程无缝衔接,实现零停机时间(Zero-Downtime)部署;

平滑重启是建立在优雅退出的基础之上的,之前一篇文章介绍了相关实现:Golang中使用Shutdown特性对http服务进行优雅退出使用总结

目前实现平滑重启的主要策略有两种:

方案一:我们的服务如果是多机器部署,可以通过网关程序,将即将重启服务的机器从网关下线,重启完成后再重新上线,该方案适合多机器部署的企业级应用;

方案二:让我们的程序实现自启动,重启子进程来实现平滑重启,核心策略是通过拷贝文件描述符实现子进程和父进程切换,适合单机器部署应用;

 

今天我们就主要介绍方案二,让我们的程序拥有平滑重启的功能,相关实现参考一个开源库:https://github.com/fvbock/endless

 

实现原理介绍

http 连接介绍:

我们知道,http 服务也是基于 tcp 连接,我们通过 golang http 包源码也能看到底层是通过监听 tcp 连接实现的;

func (srv *Server) ListenAndServe() error {
    if srv.shuttingDown() {
        return ErrServerClosed
    }
    addr := srv.Addr
    if addr == "" {
        addr = ":http"
    }
    ln, err := net.Listen("tcp", addr)
    if err != nil {
        return err
    }
    return srv.Serve(tcpKeepAliveListener{ln.(*net.TCPListener)})
}

 

复用 socket:

当程序开启 tcp 连接监听时会创建一个 socket 并返回一个文件描述符 handler 给我们的程序; 

通过拷贝文件描述符文件可以使 socket 不关闭继续使用原有的端口,自然 http 连接也不会断开,启动一个相同的进程也不会出现端口被占用的问题;

通过如下代码进行测试:

package main

import (
    "fmt"
    "net/http"
    "context"
    "time"
    "os"
    "os/signal"
    "syscall"
    "net"
    "flag"
    "os/exec"
)

var (
    graceful = flag.Bool("grace", false, "graceful restart flag")
    procType = ""
)

func main() {
    flag.Parse()
    mux := http.NewServeMux()
    mux.HandleFunc("/", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {

        fmt.Fprintln(w, fmt.Sprintf("Hello world! ===> %s", procType))
    })
    server := &http.Server{
        Addr:         ":8080",
        Handler:      mux,

    }

    var err error
    var listener net.Listener
    if *graceful {
        f := os.NewFile(3, "")
        listener, err = net.FileListener(f)
        procType = "fork process"
    } else {
        listener, _ = net.Listen("tcp", server.Addr)
        procType = "main process"

        //主程序开启5s 后 fork 子进程
        go func() {
            time.Sleep(5*time.Second)
            forkSocket(listener.(*net.TCPListener))
        }()

    }

    err=server.Serve(listener.(*net.TCPListener))

    fmt.Println(fmt.Sprintf("proc exit %v", err))
}


func forkSocket(tcpListener *net.TCPListener) error {
    f, err := tcpListener.File()
    if err != nil {
        return err
    }

    args := []string{"-grace"}
    fmt.Println(os.Args[0], args)
    cmd := exec.Command(os.Args[0], args...)
    cmd.Stdout = os.Stdout
    cmd.Stderr = os.Stderr
    // put socket FD at the first entry
    cmd.ExtraFiles = []*os.File{f}
    return cmd.Start()
}

该程序启动后,等待 5s 会自动 fork 子进程,通过 ps 命令查看如图可以看到有两个进程同时共存:

然后我们可以通过浏览器访问 http://127.0.0.1/ 可以看到会随机显示主进程或子进程的输出;

写一个测试代码进行循环请求:

package main

import (
    "net/http"
    "io/ioutil"
    "fmt"
    "sync"
)

func main(){

    wg:=sync.WaitGroup{}
    wg.Add(100)
    for i:=0; i<100; i++ {
        go func(index int) {
            result:=getUrl(fmt.Sprintf("http://127.0.0.1:8080?%d", i))
            fmt.Println(fmt.Sprintf("loop:%d %s", index, result))
            wg.Done()
        }(i)
    }
    wg.Wait()
}

func getUrl(url string) string{
    resp, _ := http.Get(url)
    defer resp.Body.Close()
    body, _ := ioutil.ReadAll(resp.Body)
    return string(body)
}

 

 

能看到返回的数据也是有些是主进程有些是子进程。

 

切换过程:

在开启新的进程和老进程退出的瞬间,会有一个短暂的瞬间是同时有两个进程使用同一个文件描述符,此时这种状态,通过http请求访问,会随机请求到新进程或老进程上,这样也没有问题,因为请求不是在新进程上就是在老进程上;当老进程结束后请求就会全部到新进程上进行处理,通过这种方式即可实现平滑重启;

 

综上,我们可以将核心的实现总结如下:

1.监听退出信号;

2.监听到信号后 fork 子进程,使用相同的命令启动程序,将文件描述符传递给子进程;

3.子进程启动后,父进程停止服务并处理正在执行的任务(或超时)退出;

4.此时只有一个新的进程在运行,实现平滑重启。

 

一个完整的 demo 代码,通过发送 USR1 信号,程序会自动创建子进程并关闭主进程,实现平滑重启:

 

package main

import (
    "fmt"
    "net/http"
    "context"
    "os"
    "os/signal"
    "syscall"
    "net"
    "flag"
    "os/exec"
)

var (
    graceful = flag.Bool("grace", false, "graceful restart flag")
)

func main() {
    flag.Parse()
    mux := http.NewServeMux()
    mux.HandleFunc("/", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {

        fmt.Fprintln(w, "Hello world!")
    })
    server := &http.Server{
        Addr:         ":8080",
        Handler:      mux,

    }

    var err error
    var listener net.Listener
    if *graceful {
        f := os.NewFile(3, "")
        listener, err = net.FileListener(f)
    } else {
        listener, err = net.Listen("tcp", server.Addr)
    }
    if err != nil{
        fmt.Println(fmt.Sprintf("listener error %v", err))
        return
    }

    go listenSignal(context.Background(), server, listener)

    err=server.Serve(listener.(*net.TCPListener))
    fmt.Println(fmt.Sprintf("proc exit %v", err))
}


func forkSocket(tcpListener *net.TCPListener) error {
    f, err := tcpListener.File()
    if err != nil {
        return err
    }

    args := []string{"-grace"}
    fmt.Println(os.Args[0], args)
    cmd := exec.Command(os.Args[0], args...)
    cmd.Stdout = os.Stdout
    cmd.Stderr = os.Stderr
    // put socket FD at the first entry
    cmd.ExtraFiles = []*os.File{f}
    return cmd.Start()
}




func listenSignal(ctx context.Context, httpSrv *http.Server, listener net.Listener) {
    sigs := make(chan os.Signal, 1)
    signal.Notify(sigs, syscall.USR1)


    select {
    case <-sigs:
        forkSocket(listener.(*net.TCPListener))
        httpSrv.Shutdown(ctx)
        fmt.Println("http shutdown")
    }
}

使用 apache 的 ab 压测工具进行验证一下,执行 ab -c 50 -t 20 http://127.0.0.1:8080/ 持续 50 的并发 20s,在压测的期间向程序运行的pid发送 USR1 信号,可以看到压测结果,没有失败的请求,由此可知,该方案实现平滑重启是木有问题的。

 

最后给大家安利一个 Web 开发框架,该框架已经将平滑重启进行的封装,开箱即用,快速构建一个带平滑重启的 Web 服务。

框架源码:https://gitee.com/zhucheer/orange

文档:https://www.kancloud.cn/chase688/orange_framework/1448035

原文出处:https://www.cnblogs.com/zhucheer/p/12368301.html

展开阅读全文
打赏
0
0 收藏
分享
加载中
更多评论
打赏
0 评论
0 收藏
0
分享
返回顶部
顶部