Golang HTTP 服务平滑重启及升级

Golang HTTP服务在上线时,需要重新编译可执行文件,关闭正在运行的进程,然后再启动新的运行进程。 对于访问频率比较高的面向终端用户的产品,关闭、重启的过程中会出现无法访问(nginx表现为502)的情况,影响终端用户的使用体验。

实现的一般思路

一般情况下,要实现平滑重启或升级,需要执行以下几个步骤:

  1. 发布新的bin文件覆盖老的bin文件

  2. 发送一个信号量(USR2),告诉正在运行的进程,进行重启

  3. 正在运行的进程接受到信号后,以子进程的方式启动新的bin文件

  4. 新进程接收并处理新的请求

  5. 老进程不再接收新请求,等待所有正在处理的请求处理完成后自动退出

  6. 新进程在老进程退出后,继续提供服务

选型与实践

重复造平滑重启及升级的轮子比较简单,但测试覆盖无法控制,比较耗时耗力。所以秉着不重复造轮子的思路,使用github中的三方库进行选择:

  • facebookgo/grace

  • fvbock/endless

  • jpillora/overseer

endless与grace的实现方式原理都比较类似,所以在选型初期我们以 facebookgo/grace 库为例集成到项目中进行测试:

func (h *Server) ListenAndServe(listenAddress string) error {
    // ....
    return gracehttp.Serve(&http.Server{
        Addr: listenAddress,
        Handler: h.httpServerMux,
    })
}

使用 ab 工具压测  api-publish 服务进行测试,服务启动后,执行以下命令:

ab -c 10 -n 2000 http://127.0.0.1:38272/api/list

然后给进程发送 USR2 信号  kill -USR2 api-server-pid ,可看到以下结果:

结果中  Failed requests 表示在整个压测请求中没有错误的请求,这可以说明服务重启时没有中断请求的接收 处理。如果使用sleep的方式测试,可以明显的看到新进程替代老进程的过程。

supervisor的问题

实际项目中,线上服务是被supervisor启动的。如上所说的我们如果通过grace或者endless的子进程启动后退出父进程这种方式的话,存在的问题就是子进程会被1号进程接管,导致supervisor认为服务挂掉重启服务,为了避免这种问题我们需要使用master-worker的方式。

overseer 这个备选库实现了master-worker的方式。简单集成方式:

return overseer.RunErr(overseer.Config{
    Address: address,
    Program: func(state overseer.State) {
        // ...
        http.Serve(state.Listener, nil)
    },
})

另外:在更新supervisor时,配置不需要更新,但 重启服务的命令不能使用 supervisor restart ,需要使用 supervisor signal sigusr2 api 的命令

还是使用上面的测试方式:

可以明显的看到,supervisor发送了USR2信号后,主进程的pid没有变化,重新启动了一个新的子进程来处理线上请求。

其他的问题

在使用overseer集成到项目中测试时,子进程的运行函数中仅仅加入了http服务的启动,这样导致一个问题。

main函数中任务会被执行两次,如果是cron的初始化,那么cron就会初始化两次,导致有两个cron在执行,这样的方式是不符合预期的。

导致这样的原因是:overseer在启动子进程时是使用和主进程一样的启动命令。所以main函数会执行两次。

func (mp *master) fork() error {
mp.debugf("starting %s", mp.binPath)
cmd := exec.Command(mp.binPath)
//mark this new process as the "active" slave process.
//this process is assumed to be holding the socket files.
mp.slaveCmd = cmd
mp.slaveID++
//provide the slave process with some state
e := os.Environ()
e = append(e, envBinID+"="+hex.EncodeToString(mp.binHash))
e = append(e, envBinPath+"="+mp.binPath)
e = append(e, envSlaveID+"="+strconv.Itoa(mp.slaveID))
e = append(e, envIsSlave+"=1")
e = append(e, envNumFDs+"="+strconv.Itoa(len(mp.slaveExtraFiles)))
cmd.Env = e
//inherit master args/stdfiles
cmd.Args = os.Args
cmd.Stdin = os.Stdin
cmd.Stdout = os.Stdout
cmd.Stderr = os.Stderr
//include socket files
cmd.ExtraFiles = mp.slaveExtraFiles
if err :=
cmd.Start(); err != nil {
return fmt.Errorf("Failed to start slave process: %s", err)
}
// ...
}

我们通过调整main函数的内容来解决这个问题:

  • 将之前所有的初始化内容集成在initialization函数中

  • 将http初始化的内容集成在httpServer函数中,返回一个http.Server

func main() {
  // 配置初始化
    if err := config.Init(appConf); err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
    cfg := config.GetConfig()

  // 初始化graceful http服务
    gracefulHTTPServer := microsvr.GracefulHTTPServer{
        Address:        cfg.HTTPListenAddress,
        Conf:           cfg,
        Initialization: initialization,
        HttpServer:     httpServer,
    }

  // 启动
    if err := gracefulHTTPServer.Run(); err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
}

// 初始化日志、数据库链接、定时任务等
func initialization(cfg *config.Conf) {
    if err := microsvr.Init(cfg); err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }

    if err := server.AddConnect(cfg.Databases.String()); err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
    logger.Info("数据库链接成功:" + cfg.Databases.Address)
    // cron
    cron.Cron.Init()
}

// 初始化http服务,但不启动
func httpServer() *http.Server {
    server := microsvr.NewHTTPServer()
    server.SetAllowOrginBack()
    Routers(server)
    return server
}

实践对比结果:

  • grace与endless:旧的api都不会断掉,会执行原来的逻辑,但pid会变化;不支持supervisor管理

  • overseer:旧api不会断掉,会执行原来的逻辑,主进程pid也不会变化,支持supervisor、systemd等管理

grace与endless的原理比较相像,都是类似上述的一般思路的实现原理。overseer的不同,主要有两点:

  • 添加了fetcher:用来支持自动升级bin文件,fetcher运行在一个goroutine中,通过预先设置好的间隔时间来检查bin文件;支持File、Github、S3的方式

  • 添加了主进程管理平滑重启:子进程处理链接,能够保持主进程pid不变

我们使用了overseer作为最终的选型结果。

拖地先生,从事互联网技术工作,在这里每周两篇文章,聊聊日常的实践和心得。往期推荐:

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