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微服務架構—優雅停機方案

王林原創: 2024-08-07 18:47:02629瀏覽

摘要: 微服務架構中的應用優雅停機主要是指應用實例有計劃而平滑（即不產生需要處理的事故）的退出。

1 介紹

微服務架構中的應用優雅停機主要是指應用實例有計劃且平滑（即不產生需要處理的事故）的退出。應用伺服器的停機主要分為兩類：主動停機和被動停機，而其中主動停機和大部分的被動停機都是可以實現優雅停機。如果應用程式不做優雅停機，則會帶來以下情況：

資料遺失：記憶體的中資料尚未持久化至磁碟
檔案損壞：正在操作寫的檔案因沒有更新完成，導致檔案損壞
請求遺失：排隊中等待處理的請求遺失
回應遺失：成功的交易還來不及回應
交易中斷：正在處理至中間狀態的交易被強制中斷
服務未下線：上游服務仍會繼續往下游服務發送消費請求

而我們微服務的優雅升級的目標就是避免以上幾種情況，從而避免人工幹預的工作量和提升微服務架構的服務高可靠。

2 使用場景

優雅停機可以解決以下場景：

KILL PID
套用意外自動退出（System.exit(n)）
使用腳本指令的方式停止套用

優雅停機解決不了以下場景：

突然斷電
機器物理破壞
KILL-9 PID或taskkill /f /pid

3 ShutdownHook

Java的優雅停機通常透過註冊JDK的ShutdownHook（鉤子）來實現，當系統接收到退出指令後，首先標記系統處於退出狀態，不再接收新的訊息，然後將積壓的訊息處理完，最後呼叫資源回收介面將資源銷毀，最後各執行緒退出執行。簡單的使用demo案例如下（簡單版）：

 <span class="hljs-comment">/**
 * 优雅停机处理方式
 * 
 * <span class="hljs-doctag">@author</span> lry
 **/</span>
<span class="hljs-keyword"><span class="hljs-selector-tag">public</span></span> <span class="hljs-class"><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-selector-tag">class</span></span> <span class="hljs-title"><span class="hljs-selector-tag">Main</span></span></span>{

    <span class="hljs-comment">/**
     * 启动应用
     **/</span>
    <span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-selector-tag">public</span></span> <span class="hljs-keyword"><span class="hljs-selector-tag">void</span></span> <span class="hljs-title"><span class="hljs-selector-tag">start</span></span><span class="hljs-params">()</span></span>{
        <span class="hljs-comment">// 第一步：启动应用服务……</span>

        <span class="hljs-comment">// 第二步：注册JDK钩子</span>
        <span class="hljs-selector-tag">Runtime</span><span class="hljs-selector-class">.getRuntime</span>()<span class="hljs-selector-class">.addShutdownHook</span>(<span class="hljs-keyword">new</span> Thread(<span class="hljs-keyword">new</span> Runnable() {
            <span class="hljs-meta"><span class="hljs-variable">@Override</span></span>
            <span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">public</span> <span class="hljs-keyword">void</span> <span class="hljs-title">run</span><span class="hljs-params">()</span> </span>{
                System.out.println(<span class="hljs-string">"The hook running..."</span>);
                <span class="hljs-comment">//第三步：调用停机处理</span>
                stop();
            }
        }));
    }

    <span class="hljs-comment">/**
     * 停止应用
     **/</span>
    <span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword"><span class="hljs-selector-tag">public</span></span> <span class="hljs-keyword"><span class="hljs-selector-tag">void</span></span> <span class="hljs-title"><span class="hljs-selector-tag">stop</span></span><span class="hljs-params">()</span></span>{
        <span class="hljs-comment">// 停止应用前停机处理(如：注销服务、标记不接受请求等)</span>
    }

}

超時控制
通常優雅退出需要有超時控制機制，如果到達超時時間仍然沒有完成退出前的資源回收等操作，則由停機腳本直接調用KILL -9 PID的方式進行強制退出，不然可能會等待很長時間。

4 微服務優雅停機

微服務的優雅停機沒有統一的解決方案，只要抓住核心思想進行設計即可：
引流 → 擋板 → 等待停機

但在微服務架構中，我們可以遵守以下建議規則來設計微服務的優雅停機機制：