微服务架构—优雅停机

比眉伴天荒 2022-05-28 11:17 487阅读 0赞

摘要: 微服务架构中的应用优雅停机主要是指应用实例有计划而平滑（即不产生需要处理的事故）的退出。

# 1 介绍 #

微服务架构中的应用优雅停机主要是指应用实例有计划而平滑（即不产生需要处理的事故）的退出。应用服务器的停机主要分为两类：主动停机和被动停机，而其中主动停机和大部分的被动停机都是可以实现优雅停机。如果应用不做优雅停机，则会带来以下情况：

*  数据丢失：内存的中数据尚未持久化至磁盘
 *  文件损坏：正在操作写的文件因没有更新完成，导致文件损坏
 *  请求丢失：排队中等待处理的请求丢失
 *  响应丢失：成功的交易还没来得及做出响应
 *  交易中断：正在处理至中间状态的交易被强制中断
 *  服务未下线：上游服务依然还会继续往下游服务发送消费请求

而我们微服务的优雅升级的目标就是避免以上几种情况，从而避免人工干预的工作量和提升微服务架构的服务高可靠。

# 2 使用场景 #

优雅停机可以解决以下场景：

*  `KILL PID`
 *  应用意外自动退出（System.exit(n)）
 *  使用脚本命令的方式停止应用

优雅停机解决不了以下场景：

*  突然断电
 *  机器物理破坏
 *  `KILL-9 PID` 或 `taskkill /f /pid`

# 3 ShutdownHook #

Java的优雅停机通常通过注册JDK的ShutdownHook（钩子）来实现，当系统接收到退出指令后，首先标记系统处于退出状态，不再接收新的消息，然后将积压的消息处理完，最后调用资源回收接口将资源销毁，最后各线程退出执行。简单的使用demo案例如下（简单版）：

/** * 优雅停机处理方式 * * @author lry **/
    public class Main{
    
        /**     * 启动应用     **/
        public void start(){
            // 第一步：启动应用服务……
    
            // 第二步：注册JDK钩子
            Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("The hook running...");
                    //第三步：调用停机处理
                    stop();
                }
            }));
        }
    
        /**     * 停止应用     **/
        public void stop(){
            // 停止应用前停机处理(如：注销服务、标记不接受请求等)
        }
    
    }

超时控制  
        通常优雅退出需要有超时控制机制，如果到达超时时间仍然没有完成退出前的资源回收等操作，则由停机脚本直接调用KILL -9 PID的方式进行强制退出，不然可能会等待很长时间。

# 4 微服务优雅停机 #

微服务的优雅停机没有统一的解决方案，只要抓住核心思想进行设计即可：  
        引流 → 挡板 → 等待停机

但在微服务架构中，我们可以遵守以下建议规则来设计微服务的优雅停机机制：

*  所有微服务应用都应该支持优雅停机
 *  优先注销注册中心注册的服务实例
 *  待停机的服务应用的接入点标记拒绝服务
 *  上游服务支持故障转移因优雅停机而拒绝的服务
 *  根据具体业务也提供适当的停机接口

微服务应用的优雅停机根据其使用者角色的不同，而主要分为两种类型：

*  微服务业务应用优雅停机设计：
    
    ![02231612_tuvX.jpg][]
    
    微服务业务应用优雅停机设计
 *  微服务网关应用优雅停机设计：
    
    ![02231612_f73e.jpg][]
    
    微服务网关应用优雅停机设计

其余各层设备的优雅停机都可从以上两种类型进行衍生出解决方案，如：

*  整个后端架构升级，则可从DNS或Nginx直接切换
 *  Nginx层升级，则可以从DNS直接切换

# 5 使用案例 #

在业界开源的产品中，很多产品都使用了JDK钩子的方式来实现优雅停机，如以下产品：

*  Netty
 *  DUBBO

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