本文參考 GRACEFULLY RESTARTING A GOLANG WEB SERVER
進行歸納和說明。
你也可以從這裡拿到新增備註的程式碼版本。
我做了下分割，方便你能看懂。
問題
因為 golang 是編譯型的，所以當我們修改一個用 go 寫的服務的配置後，需要重啟該服務，有的甚至還需要重新編譯，再發布。如果在重啟的過程中有大量的請求湧入，能做的無非是分流，或者堵塞請求。不論哪一種，都不優雅~，所以slax0r以及他的團隊，就試圖探尋一種更加平滑的，便捷的重啟方式。
原文章中除了排版比較帥外，文字內容和說明還是比較少的，所以我希望自己補充一些說明。
原理
上述問題的根源在於，我們無法同時讓兩個服務，監聽同一個埠。
解決方案就是複製當前的 listen 檔案，然後在新老程式之間通過 socket 直接傳輸引數和環境變數。
新的開啟，老的關掉，就這麼簡單。
防看不懂須知
先玩一下
執行程式，過程中開啟一個新的 console，輸入 kill -1 [程式號]，你就能看到優雅重啟的程式了。
程式碼思路
func main() {
主函式，初始化配置
呼叫serve()
}
func serve() {
核心執行函式
getListener() // 1. 獲取監聽 listener
start() // 2. 用獲取到的 listener 開啟 server 服務
waitForSignal() // 3. 監聽外部訊號，用來控制程式 fork 還是 shutdown
}
func getListener() {
獲取正在監聽的埠物件
（第一次執行新建）
}
func start() {
執行 http server
}
func waitForSignal() {
for {
等待外部訊號
1. fork子程式
2. 關閉程式
}
}上面是程式碼思路的說明，基本上我們就圍繞這個大綱填充完善程式碼。
定義結構體
我們抽象出兩個結構體，描述程式中公用的資料結構
var cfg *srvCfg
type listener struct {
// Listener address
Addr string `json:"addr"`
// Listener file descriptor
FD int `json:"fd"`
// Listener file name
Filename string `json:"filename"`
}
type srvCfg struct {
sockFile string
addr string
ln net.Listener
shutDownTimeout time.Duration
childTimeout time.Duration
}listener 是我們的監聽者，他包含了監聽地址，檔案描述符，檔名。
檔案描述符其實就是程式所需要開啟的檔案的一個索引，非負整數。
我們平時建立一個程式時候，linux都會預設開啟三個檔案，標準輸入stdin,標準輸出stdout,標準錯誤stderr，
這三個檔案各自佔用了 0，1，2 三個檔案描述符。所以之後你程式還要開啟檔案的話，就得從 3 開始了。
這個listener，就是我們程式之間所要傳輸的資料了。
srvCfg 是我們的全域性環境配置，包含 socket file 路徑，服務監聽地址，監聽者物件，父程式超時時間，子程式超時時間。
因為是全域性用的配置資料，我們先 var 一下。
入口
看看我們的 main 長什麼樣子
func main() {
serve(srvCfg{
sockFile: "/tmp/api.sock",
addr: ":8000",
shutDownTimeout: 5*time.Second,
childTimeout: 5*time.Second,
}, http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
w.Write([]byte(`Hello, world!`))
}))
}
func serve(config srvCfg, handler http.Handler) {
cfg = &config
var err error
// get tcp listener
cfg.ln, err = getListener()
if err != nil {
panic(err)
}
// return an http Server
srv := start(handler)
// create a wait routine
err = waitForSignals(srv)
if err != nil {
panic(err)
}
}很簡單，我們把配置都準備好了，然後還註冊了一個 handler–輸出 Hello, world!
serve 函式的內容就和我們之前的思路一樣，只不過多了些錯誤判斷。
接下去，我們一個一個看裡面的函式…
獲取 listener
也就是我們的 getListener() 函式
func getListener() (net.Listener, error) {
// 第一次執行不會 importListener
ln, err := importListener()
if err == nil {
fmt.Printf("imported listener file descriptor for addr: %s
", cfg.addr)
return ln, nil
}
// 第一次執行會 createListener
ln, err = createListener()
if err != nil {
return nil, err
}
return ln, err
}
func importListener() (net.Listener, error) {
...
}
func createListener() (net.Listener, error) {
fmt.Println("首次建立 listener", cfg.addr)
ln, err := net.Listen("tcp", cfg.addr)
if err != nil {
return nil, err
}
return ln, err
}因為第一次不會執行 importListener， 所以我們暫時不需要知道 importListener 裡是怎麼實現的。
只肖明白 createListener 返回了一個監聽物件。
而後就是我們的 start 函式
func start(handler http.Handler) *http.Server {
srv := &http.Server{
Addr: cfg.addr,
Handler: handler,
}
// start to serve
go srv.Serve(cfg.ln)
fmt.Println("server 啟動完成，配置資訊為：",cfg.ln)
return srv
}很明顯，start 傳入一個 handler，然後協程執行一個 http server。
監聽訊號
監聽訊號應該是我們這篇裡面重頭戲的入口，我們首先來看下程式碼：
func waitForSignals(srv *http.Server) error {
sig := make(chan os.Signal, 1024)
signal.Notify(sig, syscall.SIGTERM, syscall.SIGINT, syscall.SIGHUP)
for {
select {
case s := <-sig:
switch s {
case syscall.SIGHUP:
err := handleHangup() // 關閉
if err == nil {
// no error occured - child spawned and started
return shutdown(srv)
}
case syscall.SIGTERM, syscall.SIGINT:
return shutdown(srv)
}
}
}
}首先建立了一個通道，這個通道用來接收系統傳送到程式的命令，比如kill -9 myprog，
這個 9 就是傳到通道里的。我們用 Notify 來限制會產生響應的訊號，這裡有：
- SIGTERM
- SIGINT
- SIGHUP
如果實在搞不清這三個訊號的區別，只要明白我們通過區分訊號，留給了程式自己判斷處理的餘地。
然後我們開啟了一個迴圈監聽，顯而易見地，監聽的就是系統訊號。
當訊號為 syscall.SIGHUP ，我們就要重啟程式了。
而當訊號為 syscall.SIGTERM, syscall.SIGINT 時，我們直接關閉程式。
於是乎，我們就要看看，handleHangup 裡面到底做了什麼。
父子間的對話
程式之間的優雅重啟，我們可以看做是一次愉快的父子對話，
爸爸給兒子開通了一個熱線，爸爸通過熱線把現在正在監聽的埠資訊告訴兒子，
兒子在接受到必要的資訊後，子承父業，開啟新的空程式，告知爸爸，爸爸正式退休。
func handleHangup() error {
c := make(chan string)
defer close(c)
errChn := make(chan error)
defer close(errChn)
// 開啟一個熱線通道
go socketListener(c, errChn)
for {
select {
case cmd := <-c:
switch cmd {
case "socket_opened":
p, err := fork()
if err != nil {
fmt.Printf("unable to fork: %v
", err)
continue
}
fmt.Printf("forked (PID: %d), waiting for spinup", p.Pid)
case "listener_sent":
fmt.Println("listener sent - shutting down")
return nil
}
case err := <-errChn:
return err
}
}
return nil
}socketListener 開啟了一個新的 unix socket 通道，同時監聽通道的情況，並做相應的處理。
處理的情況說白了就只有兩種：
- 通道開了，說明我可以造兒子了（fork），兒子來接爸爸的資訊
- 爸爸把監聽物件檔案都傳給兒子了，爸爸完成使命
handleHangup 裡面的東西有點多，不要慌，我們一個一個來看。
先來看 socketListener：
func socketListener(chn chan<- string, errChn chan<- error) {
// 建立 socket 服務端
fmt.Println("建立新的socket通道")
ln, err := net.Listen("unix", cfg.sockFile)
if err != nil {
errChn <- err
return
}
defer ln.Close()
// signal that we created a socket
fmt.Println("通道已經開啟，可以 fork 了")
chn <- "socket_opened"
// accept
// 阻塞等待子程式連線進來
c, err := acceptConn(ln)
if err != nil {
errChn <- err
return
}
// read from the socket
buf := make([]byte, 512)
nr, err := c.Read(buf)
if err != nil {
errChn <- err
return
}
data := buf[0:nr]
fmt.Println("獲得訊息子程式訊息", string(data))
switch string(data) {
case "get_listener":
fmt.Println("子程式請求 listener 資訊，開始傳送給他吧~")
err := sendListener(c) // 傳送檔案描述到新的子程式，用來 import Listener
if err != nil {
errChn <- err
return
}
// 傳送完畢
fmt.Println("listener 資訊傳送完畢")
chn <- "listener_sent"
}
}sockectListener建立了一個 unix socket 通道，建立完畢後先傳送了 socket_opened 這個資訊。
這時候 handleHangup 裡的 case "socket_opened" 就會有反應了。
同時，socketListener 一直在 accept 阻塞等待新程式的訊號，從而傳送原 listener 的檔案資訊。
直到傳送完畢，才會再告知 handlerHangup listener_sent。
下面是 acceptConn 的程式碼，並沒有複雜的邏輯，就是等待子程式請求、處理超時和錯誤。
func acceptConn(l net.Listener) (c net.Conn, err error) {
chn := make(chan error)
go func() {
defer close(chn)
fmt.Printf("accept 新連線%+v
", l)
c, err = l.Accept()
if err != nil {
chn <- err
}
}()
select {
case err = <-chn:
if err != nil {
fmt.Printf("error occurred when accepting socket connection: %v
",
err)
}
case <-time.After(cfg.childTimeout):
fmt.Println("timeout occurred waiting for connection from child")
}
return
}還記的我們之前定義的 listener 結構體嗎？這時候就要派上用場了：
func sendListener(c net.Conn) error {
fmt.Printf("傳送老的 listener 檔案 %+v
", cfg.ln)
lnFile, err := getListenerFile(cfg.ln)
if err != nil {
return err
}
defer lnFile.Close()
l := listener{
Addr: cfg.addr,
FD: 3, // 檔案描述符，程式初始化描述符為0 stdin 1 stdout 2 stderr，所以我們從3開始
Filename: lnFile.Name(),
}
lnEnv, err := json.Marshal(l)
if err != nil {
return err
}
fmt.Printf("將 %+v
寫入連線
", string(lnEnv))
_, err = c.Write(lnEnv)
if err != nil {
return err
}
return nil
}
func getListenerFile(ln net.Listener) (*os.File, error) {
switch t := ln.(type) {
case *net.TCPListener:
return t.File()
case *net.UnixListener:
return t.File()
}
return nil, fmt.Errorf("unsupported listener: %T", ln)
}sendListener 先將我們正在使用的tcp監聽檔案（一切皆檔案）做了一份拷貝，並把必要的資訊塞進了listener 結構體中，序列化後用 unix socket 傳輸給新的子程式。
說了這麼多都是爸爸程式的程式碼，中間我們跳過了建立子程式，
那下面我們來看看 fork，也是一個重頭戲：
func fork() (*os.Process, error) {
// 拿到原監聽檔案描述符並打包到後設資料中
lnFile, err := getListenerFile(cfg.ln)
fmt.Printf("拿到監聽檔案 %+v
，開始建立新程式
", lnFile.Name())
if err != nil {
return nil, err
}
defer lnFile.Close()
// 建立子程式時必須要塞的幾個檔案
files := []*os.File{
os.Stdin,
os.Stdout,
os.Stderr,
lnFile,
}
// 拿到新程式的程式名，因為我們是重啟，所以就是當前執行的程式名字
execName, err := os.Executable()
if err != nil {
return nil, err
}
execDir := filepath.Dir(execName)
// 生孩子了
p, err := os.StartProcess(execName, []string{execName}, &os.ProcAttr{
Dir: execDir,
Files: files,
Sys: &syscall.SysProcAttr{},
})
fmt.Println("建立子程式成功")
if err != nil {
return nil, err
}
// 這裡返回 nil 後就會直接 shutdown 爸爸程式
return p, nil
}當執行 StartProcess 的那一刻，你會意識到，子程式的執行會回到最初的地方，也就是 main 開始。
這時候，我們 獲取 listener中的 importListener 方法就會被啟用：
func importListener() (net.Listener, error) {
// 向已經準備好的 unix socket 建立連線，這個是爸爸程式在之前就建立好的
c, err := net.Dial("unix", cfg.sockFile)
if err != nil {
fmt.Println("no unix socket now")
return nil, err
}
defer c.Close()
fmt.Println("準備匯入原 listener 檔案...")
var lnEnv string
wg := sync.WaitGroup{}
wg.Add(1)
go func(r io.Reader) {
defer wg.Done()
// 讀取 conn 中的內容
buf := make([]byte, 1024)
n, err := r.Read(buf[:])
if err != nil {
return
}
lnEnv = string(buf[0:n])
}(c)
// 寫入 get_listener
fmt.Println("告訴爸爸我要 `get-listener` 了")
_, err = c.Write([]byte("get_listener"))
if err != nil {
return nil, err
}
wg.Wait() // 等待爸爸傳給我們引數
if lnEnv == "" {
return nil, fmt.Errorf("Listener info not received from socket")
}
var l listener
err = json.Unmarshal([]byte(lnEnv), &l)
if err != nil {
return nil, err
}
if l.Addr != cfg.addr {
return nil, fmt.Errorf("unable to find listener for %v", cfg.addr)
}
// the file has already been passed to this process, extract the file
// descriptor and name from the metadata to rebuild/find the *os.File for
// the listener.
// 我們已經拿到了監聽檔案的資訊，我們準備自己建立一份新的檔案並使用
lnFile := os.NewFile(uintptr(l.FD), l.Filename)
fmt.Println("新檔名：", l.Filename)
if lnFile == nil {
return nil, fmt.Errorf("unable to create listener file: %v", l.Filename)
}
defer lnFile.Close()
// create a listerer with the *os.File
ln, err := net.FileListener(lnFile)
if err != nil {
return nil, err
}
return ln, nil
}這裡的 importListener 執行時間，就是在父程式建立完新的 unix socket 通道後。
至此，子程式開始了新的一輪監聽，服務...
結束
程式碼量雖然不大，但是傳遞了一個很好的優雅重啟思路，有些地方還是要實踐一下才能理解（對於我這種新手而言）。
其實網上還有很多其他優雅重啟的方式，大家可以 Google 一下。
希望我上面簡單的講解能夠幫到你，如果有錯誤的話請及時指出，我會更正的。
你也可以從這裡拿到新增備註的程式碼版本。
我做了下分割，方便你能看懂。