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在Go程序中實(shí)現(xiàn)服務(wù)器重啟的方法

更新時(shí)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(shí)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(yǔ)言在國(guó)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(jì)為一種后臺(tái)語(yǔ)言，它通常也被用于后端程序中。服務(wù)端程序是GO語(yǔ)言最常見(jiàn)的軟件產(chǎn)品。在這我要解決的問(wèn)題是：如何干凈利落地升級(jí)正在運(yùn)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(yùn)行中的程序。但又想不受限制地隨時(shí)升級(jí)服務(wù)。
socket連接要隨時(shí)響應(yīng)用戶請(qǐng)求：任何時(shí)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(dòng)并替換掉舊的。

原理

在基于Unix的操作系統(tǒng)中，signal(信號(hào))是與長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)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(hào)，優(yōu)雅地重啟進(jìn)程需要以下幾個(gè)步驟:

服務(wù)器要拒絕新的連接請(qǐng)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(kāi)始接受新連接請(qǐng)求
舊進(jìn)程處理完畢后立即停止。

停止接受連接請(qǐng)求

服務(wù)器程序的共同點(diǎn)：持有一個(gè)死循環(huán)來(lái)接受連接請(qǐng)求:

復(fù)制代碼代碼如下:

 for {

      conn, err := listener.Accept()

      // Handle connection

    }

跳出這個(gè)循環(huán)的最簡(jiǎn)單方式是在socket監(jiān)聽(tīng)器上設(shè)置一個(gè)超時(shí)，當(dāng)調(diào)用listener.SetTimeout(time.Now())后，listener.Accept()會(huì)立即返回一個(gè)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(gè)操作與關(guān)閉listener有所不同。這樣進(jìn)程仍在監(jiān)聽(tīng)服務(wù)器端口，但連接請(qǐng)求會(huì)被操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)棧排隊(duì)，等待一個(gè)進(jìn)程接受它們。
啟動(dòng)新進(jìn)程

Go提供了一個(gè)原始類型ForkExec來(lái)產(chǎn)生新進(jìn)程.你可以與這個(gè)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(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)進(jìn)程使用完全相同的參數(shù)os.Args啟動(dòng)了一個(gè)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(gè)（有些興許已經(jīng)在使用了，因?yàn)槲覀冞€沒(méi)斷開(kāi)已有的監(jiān)聽(tīng)）。你可以按任何你希望的方法來(lái)，最常見(jiàn)的是通過(guò)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(kāi)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(méi)有被隨機(jī)的選擇為3，這是因?yàn)閡intptr的切片已經(jīng)發(fā)送了fork，監(jiān)聽(tīng)獲取了索引3。留意隱式聲明問(wèn)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(gè)正在正確運(yùn)行的進(jìn)程，對(duì)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(kù)里提供了sync.WaitGroup結(jié)構(gòu)體，用go實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能很簡(jiǎn)單。

每次接收一個(gè)連接，在WaitGroup上加1,然后，我們?cè)谒瓿蓵r(shí)將計(jì)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?yàn)闆](méi)有新的連接，我們等待wg.Done()已經(jīng)被所有正在運(yùn)行的handler調(diào)用。
Bonus: 不要無(wú)限制等待，給定限量的時(shí)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(gè)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(shí)是一種無(wú)干擾更新進(jìn)程的有效方式，在最大時(shí)間上，新的連接會(huì)等待幾毫秒——用于服務(wù)的啟動(dòng)和恢復(fù)socket，但這個(gè)時(shí)間很短。

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