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Golang學(xué)習(xí)之平滑重啟

在上一篇博客介紹TOML配置的時(shí)候，講到了通過(guò)信號(hào)通知重載配置。我們?cè)谶@一篇中介紹下如何的平滑重啟server。

與重載配置相同的是我們也需要通過(guò)信號(hào)來(lái)通知server重啟，但關(guān)鍵在于平滑重啟，如果只是簡(jiǎn)單的重啟，只需要kill掉，然后再拉起即可。平滑重啟意味著server升級(jí)的時(shí)候可以不用停止業(yè)務(wù)。

我們先來(lái)看下Github上有沒(méi)有相應(yīng)的庫(kù)解決這個(gè)問(wèn)題，然后找到了如下三個(gè)庫(kù)：

facebookgo/grace - Graceful restart zero downtime deploy for Go servers.
fvbock/endless - Zero downtime restarts for go servers (Drop in replacement for http.ListenAndServe)
jpillora/overseer - Monitorable, gracefully restarting, self-upgrading binaries in Go (golang)

我們分別來(lái)學(xué)習(xí)一下，下面只講解http server的重啟。

使用方式

我們來(lái)分別使用這三個(gè)庫(kù)來(lái)做平滑重啟的事情，之后來(lái)對(duì)比其優(yōu)缺點(diǎn)。

這三個(gè)庫(kù)的官方都給了相應(yīng)的例子，例子如下：

但三個(gè)庫(kù)官方的例子不太一致，我們來(lái)統(tǒng)一一下：

grace例子 https://github.com/facebookgo/grace/blob/master/gracedemo/demo.go
endless例子 https://github.com/fvbock/endless/tree/master/examples
overseer例子 https://github.com/jpillora/overseer/tree/master/example

我們參考官方的例子分別來(lái)寫(xiě)下用來(lái)對(duì)比的例子：

grace

package main

import (
  "time"
  "net/http"
  "github.com/facebookgo/grace/gracehttp"
)

func main() {
  gracehttp.Serve(
    http.Server{Addr: ":5001", Handler: newGraceHandler()},
    http.Server{Addr: ":5002", Handler: newGraceHandler()},
  )
}

func newGraceHandler() http.Handler {
  mux := http.NewServeMux()
  mux.HandleFunc("/sleep", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    duration, err := time.ParseDuration(r.FormValue("duration"))
    if err != nil {
      http.Error(w, err.Error(), 400)
      return
    }
    time.Sleep(duration)
    w.Write([]byte("Hello World"))
  })
  return mux
}

endless

package main

import (
  "log"
  "net/http"
  "os"
  "sync"
  "time"

  "github.com/fvbock/endless"
  "github.com/gorilla/mux"
)

func handler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  duration, err := time.ParseDuration(r.FormValue("duration"))
  if err != nil {
    http.Error(w, err.Error(), 400)
    return
  }
  time.Sleep(duration)
  w.Write([]byte("Hello World"))
}

func main() {
  mux1 := mux.NewRouter()
  mux1.HandleFunc("/sleep", handler)

  w := sync.WaitGroup{}
  w.Add(2)
  go func() {
    err := endless.ListenAndServe(":5003", mux1)
    if err != nil {
      log.Println(err)
    }
    log.Println("Server on 5003 stopped")
    w.Done()
  }()
  go func() {
    err := endless.ListenAndServe(":5004", mux1)
    if err != nil {
      log.Println(err)
    }
    log.Println("Server on 5004 stopped")
    w.Done()
  }()
  w.Wait()
  log.Println("All servers stopped. Exiting.")

  os.Exit(0)
}

overseer

package main

import (
  "fmt"
  "net/http"
  "time"

  "github.com/jpillora/overseer"
)

//see example.sh for the use-case

// BuildID is compile-time variable
var BuildID = "0"

//convert your 'main()' into a 'prog(state)'
//'prog()' is run in a child process
func prog(state overseer.State) {
  fmt.Printf("app#%s (%s) listening...\n", BuildID, state.ID)
  http.Handle("/", http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    duration, err := time.ParseDuration(r.FormValue("duration"))
    if err != nil {
      http.Error(w, err.Error(), 400)
      return
    }
    time.Sleep(duration)
    w.Write([]byte("Hello World"))
    fmt.Fprintf(w, "app#%s (%s) says hello\n", BuildID, state.ID)
  }))
  http.Serve(state.Listener, nil)
  fmt.Printf("app#%s (%s) exiting...\n", BuildID, state.ID)
}

//then create another 'main' which runs the upgrades
//'main()' is run in the initial process
func main() {
  overseer.Run(overseer.Config{
    Program: prog,
    Addresses: []string{":5005", ":5006"},
    //Fetcher: fetcher.File{Path: "my_app_next"},
    Debug:  false, //display log of overseer actions
  })
}

對(duì)比

對(duì)比示例的操作步驟

分別構(gòu)建上面的示例，并記錄pid
調(diào)用API，在其未返回時(shí)，修改內(nèi)容(Hello World -> Hello Harry)，重新構(gòu)建。查看舊API是否返回舊的內(nèi)容
調(diào)用新API，查看返回的內(nèi)容是否是新的內(nèi)容
查看當(dāng)前運(yùn)行的pid，是否與之前一致

下面給一下操作命令

# 第一次構(gòu)建項(xiàng)目
go build grace.go
# 運(yùn)行項(xiàng)目，這時(shí)就可以做內(nèi)容修改了
./grace 
# 請(qǐng)求項(xiàng)目，60s后返回
curl "http://127.0.0.1:5001/sleep?duration=60s" 
# 再次構(gòu)建項(xiàng)目，這里是新內(nèi)容
go build grace.go
# 重啟，2096為pid
kill -USR2 2096
# 新API請(qǐng)求
curl "http://127.0.0.1:5001/sleep?duration=1s"


# 第一次構(gòu)建項(xiàng)目
go build endless.go
# 運(yùn)行項(xiàng)目，這時(shí)就可以做內(nèi)容修改了
./endless 
# 請(qǐng)求項(xiàng)目，60s后返回
curl "http://127.0.0.1:5003/sleep?duration=60s" 
# 再次構(gòu)建項(xiàng)目，這里是新內(nèi)容
go build endless.go
# 重啟，22072為pid
kill -1 22072
# 新API請(qǐng)求
curl "http://127.0.0.1:5003/sleep?duration=1s"


# 第一次構(gòu)建項(xiàng)目
go build -ldflags '-X main.BuildID=1' overseer.go
# 運(yùn)行項(xiàng)目，這時(shí)就可以做內(nèi)容修改了
./overseer 
# 請(qǐng)求項(xiàng)目，60s后返回
curl "http://127.0.0.1:5005/sleep?duration=60s" 
# 再次構(gòu)建項(xiàng)目，這里是新內(nèi)容，注意版本號(hào)不同了
go build -ldflags '-X main.BuildID=2' overseer.go
# 重啟，28300為主進(jìn)程pid
kill -USR2 28300
# 新API請(qǐng)求
curl http://127.0.0.1:5005/sleep?duration=1s

對(duì)比結(jié)果

示例	舊API返回值	新API返回值	舊pid	新pid	結(jié)論
grace	Hello world	Hello Harry	2096	3100	舊API不會(huì)斷掉，會(huì)執(zhí)行原來(lái)的邏輯，pid會(huì)變化
endless	Hello world	Hello Harry	22072	22365	舊API不會(huì)斷掉，會(huì)執(zhí)行原來(lái)的邏輯，pid會(huì)變化
overseer	Hello world	Hello Harry	28300	28300	舊API不會(huì)斷掉，會(huì)執(zhí)行原來(lái)的邏輯，主進(jìn)程pid不會(huì)變化

原理分析

可以看出grace和endless是比較像的。

監(jiān)聽(tīng)信號(hào)
收到信號(hào)時(shí)fork子進(jìn)程（使用相同的啟動(dòng)命令），將服務(wù)監(jiān)聽(tīng)的socket文件描述符傳遞給子進(jìn)程
子進(jìn)程監(jiān)聽(tīng)父進(jìn)程的socket，這個(gè)時(shí)候父進(jìn)程和子進(jìn)程都可以接收請(qǐng)求
子進(jìn)程啟動(dòng)成功之后，父進(jìn)程停止接收新的連接，等待舊連接處理完成（或超時(shí)）
父進(jìn)程退出，升級(jí)完成

overseer是不同的，主要是overseer加了一個(gè)主進(jìn)程管理平滑重啟，子進(jìn)程處理鏈接，能夠保持主進(jìn)程pid不變。

如下圖表示的很形象

自己實(shí)現(xiàn)

我們下面來(lái)嘗試自己實(shí)現(xiàn)下第一種處理，代碼如下，代碼來(lái)自《熱重啟golang服務(wù)器》：

package main
import (
  "context"
  "errors"
  "flag"
  "log"
  "net"
  "net/http"
  "os"
  "os/exec"
  "os/signal"
  "syscall"
  "time"
)

var (
  server  *http.Server
  listener net.Listener
  graceful = flag.Bool("graceful", false, "listen on fd open 3 (internal use only)")
)

func sleep(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  duration, err := time.ParseDuration(r.FormValue("duration"))
  if err != nil {
    http.Error(w, err.Error(), 400)
    return
  }
  time.Sleep(duration)
  w.Write([]byte("Hello World"))
}

func main() {
  flag.Parse()

  http.HandleFunc("/sleep", sleep)
  server = http.Server{Addr: ":5007"}

  var err error
  if *graceful {
    log.Print("main: Listening to existing file descriptor 3.")
    // cmd.ExtraFiles: If non-nil, entry i becomes file descriptor 3+i.
    // when we put socket FD at the first entry, it will always be 3(0+3)
    f := os.NewFile(3, "")
    listener, err = net.FileListener(f)
  } else {
    log.Print("main: Listening on a new file descriptor.")
    listener, err = net.Listen("tcp", server.Addr)
  }

  if err != nil {
    log.Fatalf("listener error: %v", err)
  }

  go func() {
    // server.Shutdown() stops Serve() immediately, thus server.Serve() should not be in main goroutine
    err = server.Serve(listener)
    log.Printf("server.Serve err: %v\n", err)
  }()
  signalHandler()
  log.Printf("signal end")
}

func reload() error {
  tl, ok := listener.(*net.TCPListener)
  if !ok {
    return errors.New("listener is not tcp listener")
  }

  f, err := tl.File()
  if err != nil {
    return err
  }

  args := []string{"-graceful"}
  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 signalHandler() {
  ch := make(chan os.Signal, 1)
  signal.Notify(ch, syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM, syscall.SIGUSR2)
  for {
    sig := -ch
    log.Printf("signal: %v", sig)

    // timeout context for shutdown
    ctx, _ := context.WithTimeout(context.Background(), 100*time.Second)
    switch sig {
    case syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM:
      // stop
      log.Printf("stop")
      signal.Stop(ch)
      server.Shutdown(ctx)
      log.Printf("graceful shutdown")
      return
    case syscall.SIGUSR2:
      // reload
      log.Printf("reload")
      err := reload()
      if err != nil {
        log.Fatalf("graceful restart error: %v", err)
      }
      server.Shutdown(ctx)
      log.Printf("graceful reload")
      return
    }
  }
}

代碼可參考：https://github.com/CraryPrimitiveMan/go-in-action/tree/master/ch4

關(guān)于這一部分，個(gè)人的理解也不是特別深入，如果又不正確的地方請(qǐng)大家指正。

參考文章

熱重啟golang服務(wù)器

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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