Go被設計為一種后臺語言，它通常也被用于后端程序中。服務端程序是GO語言最常見的軟件產(chǎn)品。在這我要解決的問題是：如何干凈利落地升級正在運行的服務端程序。
目標:
- 不關閉現(xiàn)有連接：例如我們不希望關掉已部署的運行中的程序。但又想不受限制地隨時升級服務。
- socket連接要隨時響應用戶請求：任何時刻socket的關閉可能使用戶返回'連接被拒絕'的消息，而這是不可取的。
- 新的進程要能夠啟動并替換掉舊的。
原理
在基于Unix的操作系統(tǒng)中，signal(信號)是與長時間運行的進程交互的常用方法.
- SIGTERM: 優(yōu)雅地停止進程
- SIGHUP: 重啟/重新加載進程 (例如: nginx, sshd, apache)
如果收到SIGHUP信號，優(yōu)雅地重啟進程需要以下幾個步驟:
- 服務器要拒絕新的連接請求，但要保持已有的連接。
- 啟用新版本的進程
- 將socket“交給”新進程，新進程開始接受新連接請求
- 舊進程處理完畢后立即停止。
停止接受連接請求
服務器程序的共同點：持有一個死循環(huán)來接受連接請求:
conn, err := listener.Accept()
// Handle connection
}
跳出這個循環(huán)的最簡單方式是在socket監(jiān)聽器上設置一個超時，當調(diào)用listener.SetTimeout(time.Now())后，listener.Accept()會立即返回一個timeout err，你可以捕獲并處理：
conn, err := listener.Accept()
if err != nil {
if nerr, ok := err.(net.Err); ok && nerr.Timeout() {
fmt.Println(“Stop accepting connections”)
return
}
}
}
注意這個操作與關閉listener有所不同。這樣進程仍在監(jiān)聽服務器端口，但連接請求會被操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡棧排隊，等待一個進程接受它們。
啟動新進程
Go提供了一個原始類型ForkExec來產(chǎn)生新進程.你可以與這個新進程共享某些消息，例如文件描述符或環(huán)境參數(shù)。
Env: os.Environ(),
Files: []uintptr{os.Stdin.Fd(), os.Stdout.Fd(), os.Stderr.Fd()},
}
fork, err := syscall.ForkExec(os.Args[0], os.Args, execSpec)
[…]
你會發(fā)現(xiàn)這個進程使用完全相同的參數(shù)os.Args啟動了一個新進程。
發(fā)送socket到子進程并恢復它
正如你先前看到的，你可以將文件描述符傳遞到新進程，這需要一些UNIX魔法（一切都是文件），我們可以把socket發(fā)送到新進程中，這樣新進程就能夠使用它并接收及等待新的連接。
但fork-execed進程需要知道它必須從文件中得到socket而不是新建一個（有些興許已經(jīng)在使用了，因為我們還沒斷開已有的監(jiān)聽）。你可以按任何你希望的方法來，最常見的是通過環(huán)境變量或命令行標志。
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)
然后在程序的開始處：
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)
}
文件描述沒有被隨機的選擇為3，這是因為uintptr的切片已經(jīng)發(fā)送了fork，監(jiān)聽獲取了索引3。留意隱式聲明問題。
最后一步，等待舊服務連接停止
到此為止，就這樣，我們已經(jīng)將其傳到另一個正在正確運行的進程，對于舊服務器的最后操作是等其連接關閉。由于標準庫里提供了sync.WaitGroup結(jié)構(gòu)體，用go實現(xiàn)這個功能很簡單。
每次接收一個連接，在WaitGroup上加1,然后，我們在它完成時將計數(shù)器減一：
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()，因為沒有新的連接，我們等待wg.Done()已經(jīng)被所有正在運行的handler調(diào)用。
Bonus: 不要無限制等待，給定限量的時間
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使用確實是一種無干擾更新進程的有效方式，在最大時間上，新的連接會等待幾毫秒——用于服務的啟動和恢復socket，但這個時間很短。
