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Kubernetes优雅下线微服务应用


2018年10月31日 10:40:22   2,440 次浏览
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对于微服务来说，服务的优雅上下线是必要的。就上线来说，如果组件或者容器没有启动成功，就不应该对外暴露服务，对于下线来说，如果机器已经停机了，就应该保证服务已下线，如此可避免上游流量进入不健康的机器。

优雅下线

基础下线（Spring/SpringBoot/内置容器）

首先JVM本身是支持通过shutdownHook的方式优雅停机的。

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread() {
    @Override
    public void run() {
        close();
    }
});

此方式支持在以下几种场景优雅停机:

  1. 程序正常退出
  2. 使用System.exit()
  3. 终端使用Ctrl+C
  4. 使用Kill pid干掉进程
    那么如果你偏偏要kill -9 程序肯定是不知所措的。
    而在Springboot中，其实已经帮你实现好了一个shutdownHook，支持响应Ctrl+c或者kill -15 TERM信号。
    随便启动一个应用，然后Ctrl+c一下，观察日志就可知， 它在AnnotationConfigEmbeddedWebApplicationContext这个类中打印出了疑似Closing…的日志，真正的实现逻辑在其父类
    AbstractApplicationContext中(这个其实是spring中的类，意味着什么呢，在spring中就支持了对优雅停机的扩展)。
public void registerShutdownHook() {
    if (this.shutdownHook == null) {
        this.shutdownHook = new Thread() {
            public void run() {
                synchronized(AbstractApplicationContext.this.startupShutdownMonitor) {
                    AbstractApplicationContext.this.doClose();
                }
            }
        };
        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(this.shutdownHook);
    }
 
}
 
public void destroy() {
    this.close();
}
 
public void close() {
    Object var1 = this.startupShutdownMonitor;
    synchronized(this.startupShutdownMonitor) {
        this.doClose();
        if (this.shutdownHook != null) {
            try {
                Runtime.getRuntime().removeShutdownHook(this.shutdownHook);
            } catch (IllegalStateException var4) {
                ;
            }
        }
 
    }
}
 
protected void doClose() {
    if (this.active.get() && this.closed.compareAndSet(false, true)) {
        if (this.logger.isInfoEnabled()) {
            this.logger.info("Closing " + this);
        }
 
        LiveBeansView.unregisterApplicationContext(this);
 
        try {
            this.publishEvent((ApplicationEvent)(new ContextClosedEvent(this)));
        } catch (Throwable var3) {
            this.logger.warn("Exception thrown from ApplicationListener handling ContextClosedEvent", var3);
        }
 
        if (this.lifecycleProcessor != null) {
            try {
                this.lifecycleProcessor.onClose();
            } catch (Throwable var2) {
                this.logger.warn("Exception thrown from LifecycleProcessor on context close", var2);
            }
        }
 
        this.destroyBeans();
        this.closeBeanFactory();
        this.onClose();
        this.active.set(false);
    }
 
}

我们能对它做些什么呢，其实很明显，在doClose方法中它发布了一个ContextClosedEvent的方法，不就是给我们扩展用的么。于是我们可以写个监听器监听ContextClosedEvent，在发生事件的时候做下线逻辑，对微服务来说即是从注册中心中注销掉服务。

@Component
public class GracefulShutdownListener implements ApplicationListener<ContextClosedEvent> {
    
    @Override
    public void onApplicationEvent(ContextClosedEvent contextClosedEvent){
       //注销逻辑
       zookeeperRegistry.unregister(mCurrentServiceURL);
       ...
    }
}

可能会有疑问的是，微服务中一般来说，注销服务往往是优雅下线的第一步，接着才会执行停机操作，那么这个时候流量进来怎么办呢？

个人会建议是，在注销服务之后就可开启请求挡板拒绝流量了，通过微服务框架本身的故障转移功能去处理被拒绝的流量即可。

Docker中的下线

好有人说了，我用docker部署服务，支不支持优雅下线。

那来看看docker的一些停止命令都会干些啥：

一般来说，正常人可能会用docker stop或者docker kill 命令去关闭容器（当然如果上一步注册了USR2自定义信息，可能会通过docker exec kill -12去关闭）。

对于docker stop来说，它会发一个SIGTERM(kill -15 term信息)给容器的PID1进程，并且默认会等待10s，再发送一个SIGKILL(kill -9 信息)给PID1。

那么很明显，docker stop允许程序有个默认10s的反应时间去做一下优雅停机的操作，程序只要能对kill -15 信号做些反应就好了，如上一步描述。那么这是比较良好的方式。

当然如果shutdownHook方法执行了个50s，那肯定不优雅了。可以通过docker stop -t 加上等待时间。

外置容器的shutdown脚本（Jetty）

如果非要用外置容器方式部署（个人认为浪费资源并提升复杂度）。那么能不能优雅停机呢。

可以当然也是可以的，这里有两种方式：

首先RPC框架本身提供优雅上下线接口，以供调用来结束整个应用的生命周期，并且提供扩展点供开发者自定义服务下线自身的停机逻辑。同时调用该接口的操作会封装成一个preStop操作固化在jetty或者其他容器的shutdown脚本中，保证在容器停止之前先调用下线接口结束掉整个应用的生命周期。shutdown脚本中执行类发起下线服务 -> 关闭端口 -> 检查下线服务直至完成 -> 关闭容器的流程。

而更简单的另一种方法是直接在脚本中加入kill -15命令。

优雅上线

优雅上线相对来说可能会更加困难一些，因为没有什么默认的实现方式，但是总之呢，一个原则就是确保端口存在之后才上线服务。

springboot内置容器优雅上线

这个就很简单了，并且业界在应用层面的优雅上线均是在内置容器的前提下实现的，并且还可以配合一些列健康检查做文章。

参看sofa-boot的健康检查的源码，它会在程序启动的时候先对springboot的组件做一些健康检查，然后再对它自己搞得sofa的一些中间件做健康检查，整个健康检查的流程完毕之后（sofaboot 目前是没法对自身应用层面做健康检查的，它有写相关接口，但是写死了port is ready…）才会暴露服务或者说优雅上线，那么它健康检查的时机是什么时候呢：

@Override
public void onApplicationEvent(ContextRefreshedEvent event) {
    healthCheckerProcessor.init();
    healthIndicatorProcessor.init();
    afterHealthCheckCallbackProcessor.init();
    publishBeforeHealthCheckEvent();
    readinessHealthCheck();
}

可以看到它是监听了ContextRefreshedEvent这个事件。在内置容器模式中，内置容器模式的start方法是在refreshContext方法中，方法执行完成之后发布一个ContextRefreshedEvent事件，也就是说在监听到这个事件的时候，内置容器必然是启动成功了的。

但ContextRefreshedEvent这个事件，在一些特定场景中由于种种原因，ContextRefreshedEvent会被监听到多次，没有办法保证当前是最后一次event，从而正确执行优雅上线逻辑。

在springboot中还有一个更加靠后的事件，叫做ApplicationReadyEvent，它的发布藏在了afterRefresh还要后面的那一句listeners.finished(context, null)中，完完全全可以保证内置容器 端口已经存在了，所以我们可以监听这个事件去做优雅上线的逻辑，甚至可以把中间件相关的健康检查集成在这里。

@Component
public class GracefulStartupListener implements ApplicationListener<ApplicationReadyEvent> {    
    @Override
    public void onApplicationEvent(ApplicationReadyEvent applicationReadyEvent){
       //注册逻辑 优雅上线
       apiRegister.register(urls);
       ...
    }
}

外置容器(Jetty)优雅上线

目前大多数应用的部署模式不管是jetty部署模式还是docker部署模式(同样使用jetty镜像)，本质上用的都是外置容器。那么这个情况就比较困难了，至少在应用层面无法观察到外部容器的运行状态，并且容器本身没有提供什么hook给你实现。

那么和优雅上线一样，需要RPC框架提供优雅上线接口来初始化整个应用的生命周期，并且提供扩展点给开发者供执行自定义的上线逻辑(上报版本探测信息等)。同样将调用这个接口封装成一个postStart操作，固化在jetty等外置容器的startup脚本中，保证应用在容器启动之后在上线。容器执行类似启动容器 -> 健康检查 -> 上线服务逻辑 -> 健康上线服务直至完成 的流程。