Go 平滑重启（优雅重启）

问题背景

生产环境重要且复杂，许多的操作需要在任何场景都要保证正常运行。

如果我们对线上服务进行更新的步骤如下：

kill -9服务
再启动服务

那么将不可避免的出现以下两个问题：

未处理完的请求，被迫中断，数据一致性被破坏
新服务启动期间，请求无法进来，导致一段时间的服务不可用现象

一般有三种方案处理以上问题：

生产环境会通过四层(lb)->七层(gateway)->服务，那么可以通过流量调度的方式实现平滑重启
k8s管理
程序自身完成平滑重启（本章介绍）

什么事平滑重启

进程在不关闭其所监听端口的情况下进行重启，并且重启的整个过程保证所有请求都能被正确处理。

主要步骤：

原进程（父进程）先fork一个子进程，同时让fork出来的子进程继承父进程所监听的socket。
子进程完成初始化后，开始接收socket的请求。
父进程停止接收新的请求，并将当下的请求处理完，等待连接空闲后，平滑退出。

信号（Signal）

服务的平滑重启，主要依赖进程接收的信号（实现进程间通信），这里简单的介绍Golang中信号的处理：

发送信号

kill：命令允许用户发送一个特定的信号给进程
raise：库函数可以发送特定的信号给当前进程

在Linux下运行man kill可以查看此命令的介绍和用法。

kill -- terminate or signal a process
The kill utility sends a signal to the processes specified by the pid operands.
Only the super-user may send signals to other users' processes.

常用信号类型

信号的默认行为：

term：信号终止进程
core：产生核心转储文件并退出
ignore：忽略信号
stop：信号停止进程
cont：信号恢复一个已停止的进程

信号	值	默认动作	说明
SIGHUP	1	Term	HUP (hang up)：终端控制进程结束(终端连接断开)
SIGINT	2	Term	INT (interrupt)：用户发送INTR字符(Ctrl+C)触发（强制进程结束）
SIGQUIT	3	Core	QUIT (quit)：用户发送QUIT字符(Ctrl+/)触发（进程结束）
SIGKILL	9	Term	KILL (non-catchable, non-ignorable kill)：无条件结束程序(不能被捕获、阻塞或忽略)
SIGUSR1	30,10,16	Term	用户自定义信号1
SIGUSR2	31,12,17	Term	用户自定义信号2
SIGKILL	15	KILL (non-catchable, non-ignorable kill)	TERM (software termination signal)：程序终止信号

信号接收测试

package main

import (
    "log"
    "os"
    "os/signal"
    "syscall"
)

func main() {
    sigs := make(chan os.Signal)
    signal.Notify(sigs, syscall.SIGHUP, syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM, syscall.SIGQUIT, syscall.SIGUSR1, syscall.SIGUSR2)

    // 监听所有信号
    log.Println("listen sig")
    signal.Notify(sigs)

    // 打印进程id
    log.Println("PID:", os.Getppid())


    s := <-sigs
    log.Println("退出信号", s)
}

go run main.go
## --> listen sig
## --> PID: 4604

kill -s HUP 4604
# --> Hangup: 1

实现案例

demo：

func main() {
   sigs := make(chan os.Signal)
   signal.Notify(sigs, syscall.SIGHUP, syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM, syscall.SIGQUIT, syscall.SIGUSR1, syscall.SIGUSR2)

   // 监听所有信号
   log.Println("listen sig")
   signal.Notify(sigs)


   // 打印进程id
   log.Println("PID:", os.Getppid())
   go func() {
      for s := range sigs {
         switch s {
         case syscall.SIGHUP:
            log.Println("startNewProcess...")
            startNewProcess()
            log.Println("shutdownParentProcess...")
            shutdownParentProcess()
         case syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM, syscall.SIGQUIT:
            log.PrintLn("Program Exit...", s)
         case syscall.SIGUSR1:
            log.Println("usr1 signal", s)
         case syscall.SIGUSR2:
            log.Println("usr2 signal", s)
         default:
            log.Println("other signal", s)
         }
      }
   }()

   <-sigs
}

shutdown优雅退出

go 1.8.x后，golang在http里加入了shutdown方法，用来控制优雅退出。

package main

import (
    "context"
    "log"
    "net/http"
    "os"
    "os/signal"
    "syscall"
    "time"
)

func main() {
    s := http.NewServeMux()
    s.HandleFunc("/", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        time.Sleep(3 * time.Second)
        log.Println(w, "Hello world!")
    })
    server := &http.Server{
        Addr:    ":8090",
        Handler: s,
    }
    go server.ListenAndServe()

    listenSignal(context.Background(), server)
}

func listenSignal(ctx context.Context, httpSrv *http.Server) {
    sigs := make(chan os.Signal, 1)
    signal.Notify(sigs, syscall.SIGHUP, syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM, syscall.SIGQUIT)

    select {
    case <-sigs:
        log.Println("notify sigs")
        httpSrv.Shutdown(ctx)
        log.Println("http shutdown")
    }
}

小结

在平常的生产环境中，优雅的重启是一个不可缺少的环节，无论是在go进程层间，或者上层的服务流量调度层面，都有许多的方案，选择最适合团队，保证项目稳定才是最重要的。

参考文章

https://github.com/facebookarchive/grace

https://mp.weixin.qq.com/s/UVZKFmv8p4ghm8ICdz85wQ