什么是優雅重啟

在不停機的情況下，就地部署一個應用程序的新版本或者修改其配置的能力已經成為現代軟件系統的標配。這篇文章討論優雅重啟一個應用的不同方法，并且提供一個功能獨立的案例來深挖實現細節。如果你不熟悉 Teleport 話，Teleport 是我們使用 Golang 針對彈性架構設計的 SHH 和 Kubernetes 特權訪問管理解決方案。使用 Go 建立和維護服務的開發者和網站可靠性工程師(SRE)應該對這篇文章有興趣。

SO_REUSEPORT vs 復制套接字的背景

為了推進 Teleport 高可用的工作，我們最近花了些時間研究如何優雅重啟 Teleport 的 TLS 和 SSH 的端口監聽器(GitHub issue #1679)。我們的目標是能夠更新一個 Teleport 二進制文件而不需要讓實例停止服務。

Marek Majkowski 在他的博客文章《為什么一個 NGINX 工作線程會承擔所有負載？》 討論了兩種普遍的方法。這些方法可以被如下概括:

• 你可以在套接字上設置 SO_REUSEPORT ，從而讓多個進程能夠被綁定到同一個端口上。利用這個方法，你會有多個接受隊列向多個進程提供數據。
• 復制套接字，并把它以文件的形式傳送給一個子進程，然后在新的進程中重新創建這個套接字。使用這種方法，你將有一個接受隊列向多個進程提供數據。]

在我們初期的討論中，我們了解到幾個關于 SO_REUSEPORT 的問題。我們的一個工程師之前使用這個方法，并且注意到由于其多個接受隊列，有時候會丟棄掛起的 TCP 連接。除此之外，當我們進行這些討論的時候，Go 并沒有很好地支持在一個 net.Listener 上設置 SO_REUSEPORT。然而，在過去的幾天中，在這個問題上有了進展，看起來像 Go 不久就會支持設置套接字屬性。

第二種方法也很吸引人，因為它的簡單性以及大多數開發人員熟悉的傳統Unix 的 fork/exec 產生模型，即將所有打開文件傳遞給子進程的約定。需要注意的一點，os/exec 包實際上不贊同這種用法。主要是出于安全上的考量，它只傳遞 stdin , stdout 和 stderr 給子進程。然而， os 包確實提供較低級的原語，可用于將文件傳遞給子程序，這就是我們想做的。

使用信號切換套接字進程所有者

在我們看源碼之前，了解一些這個方法如何工作的細節是值得的。

啟動一個全新的 Teleport 程序后，該進程會在綁定的端口上創建一個監聽套接字接受所有入站流量。對于 Teleport,入口流量就是 LTS 和 SSH 流量。我們添加了一個處理 SIGUSR2 信號的句柄，該句柄讓 Teleport 復制監聽套接字，然后生成一個新的進程，同時將監聽套接字以文件的形式和這個套接字的元數據以環境變量的形式傳入給該進程。一旦新的進程開始，他會依據傳進來的文件和元數據重建這個套接字，并且處理它所獲得的流量。

應該注意的是，當一個套接字被復制時，入棧流量會在兩個套接字之間以輪詢的方式進行負載均衡。如下圖所示，這就意味著有一段時間，兩個 Teleport 進程都會接受新的連接。

父進程的關閉是相同的事情，但是反過來做。一旦 Teleport 進程接受到 SIGOUIT 信號，他會開始關閉這個進程，停止接受新的連接，等待所有的現有連接斷開或是超時發生。一旦入站流量被清空，這個瀕死進程就會關閉它的監聽套接字并且退出。這種情況下，新的進程會接管內核發送過來的所有請求。

優雅重啟演練

我們基于上面的方法寫了一個簡單的程序，你可以自己嘗試使用一下。源代碼在文章的最后，你可以按照以下步驟嘗試這個例子。

首先，編譯和啟動程序。

$ go build restart.go $ ./restart & [1] 95147 $ Created listener file descriptor for :8080.$ curl http://localhost:8080/hello Hello from 95147!

將 USR2 信號發送給初始進程。現在，當你訪問這個 HTTP 入口的時候，他會返回兩個不同的進程的 PID。

$ kill -SIGUSR2 95147 user defined signal 2 signal received. Forked child 95170. $ Imported listener file descriptor for :8080.$ curl http://localhost:8080/hello Hello from 95170! $ curl http://localhost:8080/hello Hello from 95147!

殺死初始進程后，你將只會從新的進程中獲得返回。

$ kill -SIGTERM 95147 signal: killed [1]+ Exit 1 go run restart.go $ curl http://localhost:8080/hello Hello from 95170! $ curl http://localhost:8080/hello Hello from 95170!

最后殺死新進程，訪問將會被拒絕。

$ kill -SIGTERM 95170 $ curl http://localhost:8080/hello curl: (7) Failed to connect to localhost port 8080: Connection refused

總結和示例源代碼

像你看到，一旦你了解了他是如何工作的，增加優雅重啟功能到 Go 寫的服務中是相當簡單的事情，并且有效地提高服務使用者的用戶體驗。如果你想在 Teleport 中看到這一點，我們邀請你瞧瞧我們的參考 AWS SSH 和 Kubernetes 堡壘機部署，里面包含了一個 ansible 腳本，該腳本利用就地優雅重啟實現無停機更新 Teleport 二進制文件。

Golang 優雅重啟案例源代碼

package mainimport ("context""encoding/json""flag""fmt""net""net/http""os""os/signal""path/filepath""syscall""time" )type listener struct {Addr string `json:"addr"`FD int `json:"fd"`Filename string `json:"filename"` }func importListener(addr string) (net.Listener, error) {// 從環境變量中抽離出被編碼的 listener 的元數據。listenerEnv := os.Getenv("LISTENER")if listenerEnv == "" {return nil, fmt.Errorf("unable to find LISTENER environment variable")}// 解碼 listener 的元數據。var l listenererr := json.Unmarshal([]byte(listenerEnv), &l)if err != nil {return nil, err}if l.Addr != addr {return nil, fmt.Errorf("unable to find listener for %v", addr)}// 文件已經被傳入到這個進程中，從元數據中抽離文件描述符和名字，為 listener 重建/發現 *os.filelistenerFile := os.NewFile(uintptr(l.FD), l.Filename)if listenerFile == nil {return nil, fmt.Errorf("unable to create listener file: %v", err)}defer listenerFile.Close()// Create a net.Listener from the *os.File.ln, err := net.FileListener(listenerFile)if err != nil {return nil, err}return ln, nil }func createListener(addr string) (net.Listener, error) {ln, err := net.Listen("tcp", addr)if err != nil {return nil, err}return ln, nil }func createOrImportListener(addr string) (net.Listener, error) {// 嘗試為地址導入一個 listener, 如果導入成功，則使用。ln, err := importListener(addr)if err == nil {fmt.Printf("Imported listener file descriptor for %v.n", addr)return ln, nil}// 沒有 listener 被導入，這就意味著進程必須自己創建一個。ln, err = createListener(addr)if err != nil {return nil, err}fmt.Printf("Created listener file descriptor for %v.n", addr)return ln, nil }func getListenerFile(ln net.Listener) (*os.File, error) {switch t := ln.(type) {case *net.TCPListener:return t.File()case *net.UnixListener:return t.File()}return nil, fmt.Errorf("unsupported listener: %T", ln) }func forkChild(addr string, ln net.Listener) (*os.Process, error) {// 從 listener 中獲取文件描述符，在環境變量編碼在傳遞給這個子進程的元數據。lnFile, err := getListenerFile(ln)if err != nil {return nil, err}defer lnFile.Close()l := listener{Addr: addr,FD: 3,Filename: lnFile.Name(),}listenerEnv, err := json.Marshal(l)if err != nil {return nil, err}// 將 stdin, stdout, stderr 和 listener 傳入子進程。// 譯注: 以上四個文件描述符分別為 0,1,2,3files := []*os.File{os.Stdin,os.Stdout,os.Stderr,lnFile,}// 獲取當前環境變量，并且傳入子進程。environment := append(os.Environ(), "LISTENER="+string(listenerEnv))// 獲取當前進程名和工作目錄execName, err := os.Executable()if err != nil {return nil, err}execDir := filepath.Dir(execName)// 生成子進程p, err := os.StartProcess(execName, []string{execName}, &os.ProcAttr{Dir: execDir,Env: environment,Files: files,Sys: &syscall.SysProcAttr{},})if err != nil {return nil, err}return p, nil }func waitForSignals(addr string, ln net.Listener, server *http.Server) error {signalCh := make(chan os.Signal, 1024)signal.Notify(signalCh, syscall.SIGHUP, syscall.SIGUSR2, syscall.SIGINT, syscall.SIGQUIT)for {select {case s := <-signalCh:fmt.Printf("%v signal received.n", s)switch s {case syscall.SIGHUP:// Fork 一個子進程。p, err := forkChild(addr, ln)if err != nil {fmt.Printf("Unable to fork child: %v.n", err)continue}fmt.Printf("Forked child %v.n", p.Pid)// 創建一個在 5 秒鐘過去的 Context, 使用這個超時定時器關閉。ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 5*time.Second)defer cancel()// 返回關閉過程中發生的任何錯誤。return server.Shutdown(ctx)case syscall.SIGUSR2:// Fork 一個子進程。p, err := forkChild(addr, ln)if err != nil {fmt.Printf("Unable to fork child: %v.n", err)continue}// 輸出被 fork 的子進程的 PID，并等待更多的信號。fmt.Printf("Forked child %v.n", p.Pid)case syscall.SIGINT, syscall.SIGQUIT:// 創建一個在 5 秒鐘過去的 Context, 使用這個超時定時器關閉。ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 5*time.Second)defer cancel()// 返回關閉過程中發生的任何錯誤。return server.Shutdown(ctx)}}} }func handler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {fmt.Fprintf(w, "Hello from %v!n", os.Getpid()) }func startServer(addr string, ln net.Listener) *http.Server {http.HandleFunc("/hello", handler)httpServer := &http.Server{Addr: addr,}go httpServer.Serve(ln)return httpServer }func main() {// Parse command line flags for the address to listen on.var addr stringflag.StringVar(&addr, "addr", ":8080", "Address to listen on.")// Create (or import) a net.Listener and start a goroutine that runs// a HTTP server on that net.Listener.ln, err := createOrImportListener(addr)if err != nil {fmt.Printf("Unable to create or import a listener: %v.n", err)os.Exit(1)}server := startServer(addr, ln)// 等待復制或結束的信號err = waitForSignals(addr, ln, server)if err != nil {fmt.Printf("Exiting: %vn", err)return}fmt.Printf("Exiting.n") }

如果你讀到了這里

Teleport 是一個開源軟件，你可以免費地在 GitHub 上深入了解它。如果你對 Teleport 或是其他類似的分布式系統軟件的工作有興趣，我們時刻期待著優秀的軟件工程師。

---

總結

以上是生活随笔為你收集整理的plsql developer无监听程序_无停机优雅重启 Go 程序的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。