Golang HTTP 服务平滑重启及升级的思路

Golang HTTP服务在上线时，需要重新编译可执行文件，关闭正在运行的进程，然后再启动新的运行进程。对于访问频率比较高的面向终端用户的产品，关闭、重启的过程中会出现无法访问（nginx表现为502）的情况，影响终端用户的使用体验。

实现的一般思路

一般情况下，要实现平滑重启或升级，需要执行以下几个步骤：
发布新的bin文件覆盖老的bin文件
发送一个信号量(USR2)，告诉正在运行的进程，进行重启
正在运行的进程接受到信号后，以子进程的方式启动新的bin文件
新进程接收并处理新的请求
老进程不再接收新请求，等待所有正在处理的请求处理完成后自动退出
新进程在老进程退出后，继续提供服务

选型与实践

重复造平滑重启及升级的轮子比较简单，但测试覆盖无法控制，比较耗时耗力。所以秉着不重复造轮子的思路，使用github中的三方库进行选择：

facebookgo/grace
fvbock/endless
jpillora/overseer

endless与grace的实现方式原理都比较类似，所以在选型初期我们以facebookgo/grace库为例集成到项目中进行测试：

func (h *Server) ListenAndServe(listenAddress string) error {
 // ....
 return gracehttp.Serve(&http.Server{
 Addr: listenAddress,
 Handler: h.httpServerMux,
 })
}

使用ab工具压测 api-publish服务进行测试，服务启动后，执行以下命令：

ab -c 10 -n 2000 http://127.0.0.1:38272/api/list

然后给进程发送USR2信号 kill -USR2 api-server-pid，可看到以下结果：

结果中 Failed requests表示在整个压测请求中没有错误的请求，这可以说明服务重启时没有中断请求的接收和处理。如果使用sleep的方式测试，可以明显的看到新进程替代老进程的过程。

supervisor的问题

实际项目中，线上服务是被supervisor启动的。如上所说的我们如果通过grace或者endless的子进程启动后退出父进程这种方式的话，存在的问题就是子进程会被1号进程接管，导致supervisor认为服务挂掉重启服务，为了避免这种问题我们需要使用master-worker的方式。

overseer这个备选库实现了master-worker的方式。简单集成方式：

return overseer.RunErr(overseer.Config{
 Address: address,
 Program: func(state overseer.State) {
 // ...
 http.Serve(state.Listener, nil)
 },
})

另外：在更新supervisor时，配置不需要更新，但重启服务的命令不能使用supervisor restart，需要使用supervisor signal sigusr2 api的命令。

还是使用上面的测试方式：

可以明显的看到，supervisor发送了USR2信号后，主进程的pid没有变化，重新启动了一个新的子进程来处理线上请求。

其他的问题

在使用overseer集成到项目中测试时，子进程的运行函数中仅仅加入了http服务的启动，这样导致一个问题。

main函数中任务会被执行两次，如果是cron的初始化，那么cron就会初始化两次，导致有两个cron在执行，这样的方式是不符合预期的。

导致这样的原因是：overseer在启动子进程时是使用和主进程一样的启动命令。所以main函数会执行两次。

func (mp *master) fork() error {
 mp.debugf("starting %s", mp.binPath)
 cmd := exec.Command(mp.binPath)
 //mark this new process as the "active" slave process.
 //this process is assumed to be holding the socket files.
 mp.slaveCmd = cmd
 mp.slaveID++
 //provide the slave process with some state
 e := os.Environ()
 e = append(e, envBinID+"="+hex.EncodeToString(mp.binHash))
 e = append(e, envBinPath+"="+mp.binPath)
 e = append(e, envSlaveID+"="+strconv.Itoa(mp.slaveID))
 e = append(e, envIsSlave+"=1")
 e = append(e, envNumFDs+"="+strconv.Itoa(len(mp.slaveExtraFiles)))
 cmd.Env = e
 //inherit master args/stdfiles
 cmd.Args = os.Args
 cmd.Stdin = os.Stdin
 cmd.Stdout = os.Stdout
 cmd.Stderr = os.Stderr
 //include socket files
 cmd.ExtraFiles = mp.slaveExtraFiles
 if err := cmd.Start(); err != nil {
 return fmt.Errorf("Failed to start slave process: %s", err)
 }
 // ...
}

我们通过调整main函数的内容来解决这个问题：

将之前所有的初始化内容集成在initialization函数中
将http初始化的内容集成在httpServer函数中，返回一个http.Server

func main() {
 // 配置初始化
 if err := config.Init(appConf); err != nil {
 fmt.Println(err)
 return
 }
 cfg := config.GetConfig()

 // 初始化graceful http服务
 gracefulHTTPServer := microsvr.GracefulHTTPServer{
 Address: cfg.HTTPListenAddress,
 Conf:  cfg,
 Initialization: initialization,
 HttpServer: httpServer,
 }

 // 启动
 if err := gracefulHTTPServer.Run(); err != nil {
 fmt.Println(err)
 return
 }
}

// 初始化日志、数据库链接、定时任务等
func initialization(cfg *config.Conf) {
 if err := microsvr.Init(cfg); err != nil {
 fmt.Println(err)
 return
 }

 if err := server.AddConnect(cfg.Databases.String()); err != nil {
 fmt.Println(err)
 return
 }
 logger.Info("数据库链接成功：" + cfg.Databases.Address)
 // cron
 cron.Cron.Init()
}

// 初始化http服务，但不启动
func httpServer() *http.Server {
 server := microsvr.NewHTTPServer()
 server.SetAllowOrginBack()
 Routers(server)
 return server
}

实践对比结果：

grace与endless：旧的api都不会断掉，会执行原来的逻辑，但pid会变化；不支持supervisor管理
overseer：旧api不会断掉，会执行原来的逻辑，主进程pid也不会变化，支持supervisor、systemd等管理

grace与endless的原理比较相像，都是类似上述的一般思路的实现原理。overseer的不同，主要有两点：

添加了fetcher：用来支持自动升级bin文件，fetcher运行在一个goroutine中，通过预先设置好的间隔时间来检查bin文件；支持File、Github、S3的方式
添加了主进程管理平滑重启：子进程处理链接，能够保持主进程pid不变

我们使用了overseer作为最终的选型结果。

总结

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