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在Go程序中實現(xiàn)服務(wù)器重啟的方法

 更新時間：2015年06月29日 11:25:38   投稿：goldensun  
這篇文章主要介紹了在Go程序中實現(xiàn)服務(wù)器重啟的方法,由于很多人盲目崇拜谷歌"親爹",Go語言在國內(nèi)有著不尋常的人氣,需要的朋友可以參考下

Go被設(shè)計為一種后臺語言，它通常也被用于后端程序中。服務(wù)端程序是GO語言最常見的軟件產(chǎn)品。在這我要解決的問題是：如何干凈利落地升級正在運行的服務(wù)端程序。
目標(biāo):

  •     不關(guān)閉現(xiàn)有連接：例如我們不希望關(guān)掉已部署的運行中的程序。但又想不受限制地隨時升級服務(wù)。
  •     socket連接要隨時響應(yīng)用戶請求：任何時刻socket的關(guān)閉可能使用戶返回'連接被拒絕'的消息，而這是不可取的。
  •     新的進(jìn)程要能夠啟動并替換掉舊的。

原理

在基于Unix的操作系統(tǒng)中，signal(信號)是與長時間運行的進(jìn)程交互的常用方法.

  •     SIGTERM: 優(yōu)雅地停止進(jìn)程
  •     SIGHUP: 重啟/重新加載進(jìn)程 (例如: nginx, sshd, apache)

如果收到SIGHUP信號，優(yōu)雅地重啟進(jìn)程需要以下幾個步驟:

  •     服務(wù)器要拒絕新的連接請求，但要保持已有的連接。
  •     啟用新版本的進(jìn)程
  •     將socket“交給”新進(jìn)程，新進(jìn)程開始接受新連接請求
  •     舊進(jìn)程處理完畢后立即停止。

停止接受連接請求

服務(wù)器程序的共同點：持有一個死循環(huán)來接受連接請求:

   

復(fù)制代碼 代碼如下:
for {
      conn, err := listener.Accept()
      // Handle connection
    }

跳出這個循環(huán)的最簡單方式是在socket監(jiān)聽器上設(shè)置一個超時，當(dāng)調(diào)用listener.SetTimeout(time.Now())后，listener.Accept()會立即返回一個timeout err，你可以捕獲并處理：

   

復(fù)制代碼 代碼如下:
for {
      conn, err := listener.Accept()
      if err != nil {
        if nerr, ok := err.(net.Err); ok && nerr.Timeout() {
           fmt.Println(“Stop accepting connections”)
           return
        }
      }
    }

注意這個操作與關(guān)閉listener有所不同。這樣進(jìn)程仍在監(jiān)聽服務(wù)器端口，但連接請求會被操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)棧排隊，等待一個進(jìn)程接受它們。
啟動新進(jìn)程

Go提供了一個原始類型ForkExec來產(chǎn)生新進(jìn)程.你可以與這個新進(jìn)程共享某些消息，例如文件描述符或環(huán)境參數(shù)。

   

復(fù)制代碼 代碼如下:
execSpec := &syscall.ProcAttr{
      Env:   os.Environ(),
      Files: []uintptr{os.Stdin.Fd(), os.Stdout.Fd(), os.Stderr.Fd()},
    }
    fork, err := syscall.ForkExec(os.Args[0], os.Args, execSpec)
    […]

 你會發(fā)現(xiàn)這個進(jìn)程使用完全相同的參數(shù)os.Args啟動了一個新進(jìn)程。
發(fā)送socket到子進(jìn)程并恢復(fù)它

正如你先前看到的，你可以將文件描述符傳遞到新進(jìn)程，這需要一些UNIX魔法（一切都是文件），我們可以把socket發(fā)送到新進(jìn)程中，這樣新進(jìn)程就能夠使用它并接收及等待新的連接。

但fork-execed進(jìn)程需要知道它必須從文件中得到socket而不是新建一個（有些興許已經(jīng)在使用了，因為我們還沒斷開已有的監(jiān)聽）。你可以按任何你希望的方法來，最常見的是通過環(huán)境變量或命令行標(biāo)志。

   

復(fù)制代碼 代碼如下:
listenerFile, err := listener.File()
    if err != nil {
      log.Fatalln("Fail to get socket file descriptor:", err)
    }
    listenerFd := listenerFile.Fd()
    
    // Set a flag for the new process start process
    os.Setenv("_GRACEFUL_RESTART", "true")
    
    execSpec := &syscall.ProcAttr{
      Env:   os.Environ(),
      Files: []uintptr{os.Stdin.Fd(), os.Stdout.Fd(), os.Stderr.Fd(), listenerFd},
    }
    // Fork exec the new version of your server
    fork, err := syscall.ForkExec(os.Args[0], os.Args, execSpec)

 然后在程序的開始處：

   

復(fù)制代碼 代碼如下:
var listener *net.TCPListener
    if os.Getenv("_GRACEFUL_RESTART") == "true" {
      // The second argument should be the filename of the file descriptor
      // however, a socker is not a named file but we should fit the interface
      // of the os.NewFile function.
      file := os.NewFile(3, "")
      listener, err := net.FileListener(file)
      if err != nil {
        // handle
      }
      var bool ok
      listener, ok = listener.(*net.TCPListener)
      if !ok {
        // handle
      }
    } else {
      listener, err = newListenerWithPort(12345)
    }

文件描述沒有被隨機的選擇為3，這是因為uintptr的切片已經(jīng)發(fā)送了fork，監(jiān)聽獲取了索引3。留意隱式聲明問題。
最后一步，等待舊服務(wù)連接停止

到此為止，就這樣，我們已經(jīng)將其傳到另一個正在正確運行的進(jìn)程，對于舊服務(wù)器的最后操作是等其連接關(guān)閉。由于標(biāo)準(zhǔn)庫里提供了sync.WaitGroup結(jié)構(gòu)體，用go實現(xiàn)這個功能很簡單。

每次接收一個連接，在WaitGroup上加1,然后，我們在它完成時將計數(shù)器減一：

   

復(fù)制代碼 代碼如下:
for {
      conn, err := listener.Accept()
    
      wg.Add(1)
      go func() {
        handle(conn)
        wg.Done()
      }()
    }

至于等待連接的結(jié)束，你僅需要wg.Wait()，因為沒有新的連接，我們等待wg.Done()已經(jīng)被所有正在運行的handler調(diào)用。
Bonus: 不要無限制等待，給定限量的時間

   

復(fù)制代碼 代碼如下:
timeout := time.NewTimer(time.Minute)
    wait := make(chan struct{})
    go func() {
      wg.Wait()
      wait <- struct{}{}
    }()
    
    select {
    case <-timeout.C:
      return WaitTimeoutError
    case <-wait:
      return nil
    }

完整的示例

這篇文章中的代碼片段都是從這個完整的示例中提取的：https://github.com/Scalingo/go-graceful-restart-example
結(jié)論

socket傳遞配合ForkExec使用確實是一種無干擾更新進(jìn)程的有效方式，在最大時間上，新的連接會等待幾毫秒——用于服務(wù)的啟動和恢復(fù)socket，但這個時間很短。

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