Golang热更新原理

发布于: 42 分钟前
Golang热更新原理

Linux进程间通信方式

首先,进程之间为什么要进行通信呢?主要有以下应用场景:

  • 数据传输:一个进程需要将它的数据发送给另一个进程,发送的数据量在一个字节到几兆字节之间。

  • 共享数据:多个进程想要操作共享数据,一个进程对共享数据的修改,别的进程应该立刻看到。

  • 通知事件:一个进程需要向另一个或一组进程发送消息,通知它(它们)发生了某种事件(如进程终止时要通知父进程)。

  • 资源共享:多个进程之间共享同样的资源。为了作到这一点,需要内核提供锁和同步机制。

  • 进程控制:有些进程希望完全控制另一个进程的执行(如Debug进程),此时控制进程希望能够拦截另一个进程的所有陷入和异常,并能够及时知道它的状态改变。

其次,进程之间通信有哪些手段呢?

  • 管道( pipe )

管道包括三种:

普通管道PIPE: 通常有两种限制,一是单工,只能单向传输;二是只能在父子或者兄弟进程间使用.

流管道s_pipe: 去除了第一种限制,为半双工,只能在父子或兄弟进程间使用,可以双向传输.

命名管道:name_pipe:去除了第二种限制,可以在许多并不相关的进程之间进行通讯.

  • 信号量( semophore )

信号量是一个计数器,可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制,防止某进程正在访问共享资源时,其他进程也访问该资源。因此,主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。

  • 消息队列( message queue )

消息队列是由消息的链表,存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。

  • 信号 ( signal )

信号是一种比较复杂的通信方式,用于通知接收进程某个事件已经发生。

  • 共享内存( shared memory )

共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存,这段共享内存由一个进程创建,但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式,它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制,如信号两,配合使用,来实现进程间的同步和通信。

  • 套接字( socket )

套解口也是一种进程间通信机制,与其他通信机制不同的是,它可用于不同机器间的进程通信。

Linux常用信号

下面重点聊一聊,进程间通信比较重要的一种方式:信号。

Linux支持的信号列表如下(用kill -l自行查看 ):

这么多信号,那我怎么记得住啊,别着急,我这里给你简单总结了一下常用的信号,了解常用的基本已经能够满足80%的日常需求啦。

常用信号列表:

程序热更新

介绍完信号,我们下面聊聊程序的热更新(也叫热重启),那么什么是程序的热更新呢?

在服务器不停机状态下,对正常访问流程不造成干扰和影响的程序升级方式

当然这里主要指的是服务程序的热更新,并不是APP和操作系统的HotFix技术。

那我们的程序为什么需要热更新呢?

  • 互联网服务都追求服务高可用,即能提供7x24不间断服务,升级代码影响用户是不可以接受的。

  • 对于后端服务而言,一般都追求SLA达标99.99%,即一年故障时间不能超过1小时,而后端服务几乎每天都会进行代码升级,因此必须采用热更新。

  • 后端服务往往都是用集群承担大规模流量,代码升级往往涉及很多台机器,人工升级肯定是不现实的,随意需要自动化的升级方式。

那么热更新的目标是什么呢?

  • 不关闭现有连接(正在运行中的程序)

  • 新的进程启动并替代旧进程

  • 新的进程接管新的连接

  • 连接要随时响应用户的请求,当用户仍在请求旧进程时要保持连接,新用户应请求新进程,不可以出现拒绝请求的情况

Nginx热更新原理

  • Nginx进程及控制信号

  • Nginx热更新流程

Golang如何做热更新

  • 主动流量调度

一般的做法是 ApiGateway + CD, 发布的时候自动摘除机器,等待程序处理完现有请求再做发布处理,也可以借助SLB或者LVS手动切换流量。

  • 程序优雅重启

保证在重启的时候 listen socket FD(文件描述符) 依然可以接受请求进来,只不过切换新老进程,常见开源实现是graceful和endless。

graceful:https://github.com/facebookgo/grace

endless:https://github.com/fvbock/endless

二者热升级的基本原理基本和Nginx类似,即进程收到SIGHUP(或者SIGUSR2)信号,优雅地重启进程需要以下几个步骤:

1. 服务器要拒绝新的连接请求,但要保持已有的连接。

2. 启用新版本的进程

3. 将socket“交给”新进程,新进程开始接受新连接请求

4. 旧进程处理完毕后立即停止。

  • K8S滚动升级

交给K8S内部处理,实现原理和Nginx热更新差不多,可以不需要关注后端语言,非常方便。

  • 标准包实现优雅关闭

如果你的Golang >= 1.8,也可以考虑使用 http.Server 的 Shutdown 方法实现优雅的关闭进程。

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日积跬步,功不唐捐 2017.11.23 加入

一枚互联网老兵,专注互联网领域服务端高可用架构,并长期关注技术产品、团队技术管理和终身成长。

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感谢分享原创内容,InfoQ首页推荐啦。
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12 分钟前
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