golang的服务控制实践

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转自自己在csdn的博客:http://blog.csdn.net/qq_26981997/article/details/52275456 对于程序及服务的控制,本质上而言就是正确的启动,并可控的停止或退出。在go语言中,其实就是程序安全退出、服务控制两个方面。核心在于系统信号获取、Go Concurrency Patterns、以及基本的代码封装。 ## 程序安全退出 ### 执行代码非安全写法 在代码部署后,我们可能因为服务配置发生变化或其他各种原因,需要将服务停止或者重启。通常就是for循环阻塞,运行代码,然后通过control+C或者kill来强制退出。代码如下: ```Go //file svc1.go package main import ( "fmt" "time" ) //当接收到Control+c,kill -1,kill -2,kill -9 均无法正常执行defer函数 func main() { fmt.Println("application is begin.") //以下代码不会执行 defer fmt.Println("application is end.") for { time.Sleep(time.Second) fmt.Println("application is running.") } } ``` 这种方式简单粗暴,很多时候基本也够用。但这种情况下,程序是不会执行defer的代码的,因此无法正确处理结束操作,会丢失一些很关键的日志记录、消息通知,非常不安全的。这时,需要引入一个简单的框架,来执行退出。 ### 执行代码的基本:信号拦截 由于go语言中的关键字go很好用,通过标准库,我们可以很优雅的实现退出信号的拦截: ```Go //file svc2.go package main import ( "fmt" "time" "os/signal" "os" ) //当接收到Control+c,kill -1,kill -2 的时候,都可以执行执行defer函数 // kill -9依然不会正常退出。 func main() { fmt.Println("application is begin.") //当程序接受到退出信号的时候,将会执行 defer fmt.Println("application is end.") //协程启动的匿名函数,模拟业务代码 go func(){ for { time.Sleep(time.Second) fmt.Println("application is running.") } }() //捕获程序退出信号 msgChan:=make(chan os.Signal,1) signal.Notify(msgChan,os.Interrupt,os.Kill) <-msgChan } ``` 需要特别注意: > 代码中,由于go要跨平台,提供的信号量很少。并且,尽管os.Kill代表的就是系统的kill-9,但实际上,通过linux与macos测试,达不到拦截作用。 此时,我们实现了程序退出时的信号拦截,补充业务代码就可以了。但实际业务逻辑至少涉及到初始化、业务处理、退出三大块,代码量多了,会显得比较混乱,这就需要规范代码的结构。 ### 执行代码的改进:信号拦截包装器 考虑上述情况,我们将正常的程序定义为: - Init: 系统初始化,比如识别操作系统、初始化服务发现Consul、Zookeper的agent、数据库连接池等。 - Start:程序主要业务逻辑,包括但不限于数据加载、服务注册、具体业务响应。 - Stop: 程序退出时的业务,主要包括内存数据存储、服务注销。 基于这个定义,之前的svc2.go仅保留业务代码的情况下,可以这样改写: ```Go //file svc3.go package main import ( "fmt" "time" "study1/svc" ) type Program struct {} func (p *Program) Start()error { fmt.Println("application is begin.") //必须非阻塞,因此通过协程封装。 go func(){ for { time.Sleep(time.Second) fmt.Println("application is running.") } }() return nil } func (p *Program)Init()error{ //just demon,do nothing return nil } func (p *Program) Stop() error { fmt.Println("application is end.") return nil } //当接收到Control+C,kill -1,kill -2 的时候,都可执行defer函数 // kill -9依然不会正常退出。 func main() { p:=&Program{} svc.Run(p) } ``` 上诉代码中的Program的Init、Start、Stop事实上是实现了相关的接口定义,该接口在svc包中,被Run方法使用。代码如下: ```Go //file svc.go package svc import ( "os" "os/signal" ) //标准程序执行和退出的执行接口,运行程序要实现接口定义的方法 type Service interface { Init() error //当程序启动运行的时候,需要执行的代码。不得阻塞。 Start() error //程序退出的时候,需要执行的代码。不得阻塞。 Stop() error } var msgChan = make(chan os.Signal, 1) // 程序运行、退出的包装容器,主程序直接调用。 func Run(service Service) error { if err := service.Init(); err != nil { return err } if err := service.Start(); err != nil { return err } signal.Notify(msgChan, os.Interrupt, os.Kill) <-msgChan return service.Stop() } // 通常不需要调用,特殊情况下,在程序内其他模块中,需要通知程序退出才会使用。 func Interrupt(){ msgChan<-os.Interrupt } ``` 这段代码中,svg包的Run只会被唯一的main调用。为了支持其他退出模式,比如用户敲入字符命令的退出,因此加入了“后门”——Interrupt方法。后边会有具体的使用案例。由于一个进程只会有一个svg.Service的实例,通常情况下足以使用。 ## 单机多服务的应用启动、退出框架 在网络应用,可能会有更复杂的情况,我们需要考虑: - 程序启动 - 程序不退出的情况下,多服务启动、并行运行与退出 - 程序退出,并清理运行中的服务 可以做一个简单的Demon程序,来实现以上三点,其中,程序退出可以通过键盘输入命令,也可以Control+D。基于golang1.7,我们可以采用以下知识点: - 利用cancelContext来控制服务的退出 - 利用之前实现的svc来实现程序的安全退出 - 利用os.Stdin来获取键盘输入命令来模拟服务加载与退出的消息驱动。实际可能是网络rpc或http数据触发 ### golang1.7的context包 我们知道,当通道chan被close之后,任何<-chan都会得到立即执行。如果不清楚,可以查阅相关资料或写个测试代码,最好研读golang的官方资料:[Go Concurrency Patterns: Pipelines and cancellation][1]。 利用这个特征,我们可以通过golang1.7标准库新增的context包,通过注入的方式来实现全局或单个服务的控制。 context中定义了Context接口,我们通过几种不同的方法来获取不同的实现。包括: - WithDeadline\WithTimeout,获取到基于时间相关的退出句柄,以控制服务退出。 - WithCancel,获取到cancelFunc句柄,以控制服务的退出。 - WithValue,获取到k-v键值对,实现类似于session信息保存的业务支持。 - Background\TODO,conext的根,通常作为以上三种方法的parent。 context包不是新东西,2014年就已经在google.org/x/net中,作为扩展库被很多开源项目使用(GIN、IRIS等等)。其CSP的应用方式非常值得进一步研读。 ### 捕获键盘输入 通过os.stdin来获取键盘输入,其解析需要bufilo.Reader来协助处理。通常代码格式就是: ```Go //... //初始化键盘读取 reader:=bufilo.NewReader(os.Stdin) //阻塞,直到敲入Enter键 input, _, _ := reader.ReadLine() command:=string(input) //... ``` ### 示例代码 有了这两个概念之后,就可以很方便的实现一个简单的微服务加载、退出的框架。参考代码如下: ```Go //file svc4.go package main import ( "bufio" "context" "errors" "fmt" "os" "strings" "study1/svc" "sync" "time" ) type Program struct { ctx context.Context exitFunc context.CancelFunc cancelFunc map[string]context.CancelFunc wg WaitGroupWrapper } func main() { p := &Program{ cancelFunc: make(map[string]context.CancelFunc), } p.ctx, p.exitFunc = context.WithCancel(context.Background()) svc.Run(p) } func (p *Program) Init() error { //just demon,do nothing return nil } func (p *Program) Start() error { fmt.Println("本程序将会根据输入,启动或终止服务。") reader := bufio.NewReader(os.Stdin) go func() { for { fmt.Println("程序退出命令:exit;服务启动命令:<start||s>-[name];服务停止命令:<cancel||c>-[name]。请注意大小写!") input, _, _ := reader.ReadLine() command := string(input) switch command { case "exit": goto OutLoop default: command, name, err := splitInput(input) if err != nil { fmt.Println(err) continue } switch command { case "start", "s": newctx, cancelFunc := context.WithCancel(p.ctx) p.cancelFunc[name] = cancelFunc p.wg.Wrap(func() { Func(newctx, name) }) case "cancel", "c": cancelFunc, founded := p.cancelFunc[name] if founded { cancelFunc() } } } } OutLoop: //由于程序退出被Run的os.Notify阻塞,因此调用以下方法通知退出代码执行。 svc.Interrupt() }() return nil } func (p *Program) Stop() error { p.exitFunc() p.wg.Wait() fmt.Println("所有服务终止,程序退出!") return nil } //用来转换输入字符串为输入命令 func splitInput(input []byte) (command, name string, err error) { line := string(input) strs := strings.Split(line, "-") if strs == nil || len(strs) != 2 { err = errors.New("输入不符合规则。") return } command = strs[0] name = strs[1] return } // 一个简单的循环方法,模拟被加载、释放的微服务 func Func(ctx context.Context, name string) { for { select { case <-ctx.Done(): goto OutLoop case <-time.Tick(time.Second * 2): fmt.Printf("%s is running.\n", name) } } OutLoop: fmt.Printf("%s is end.\n", name) } //WaitGroup封装结构 type WaitGroupWrapper struct { sync.WaitGroup } func (w *WaitGroupWrapper) Wrap(f func()) { w.Add(1) go func() { f() w.Done() }() } ``` 代码运行的时候,可以: - 通过输入"s-"或者"start-"+服务名,来启动一个服务 - 用"c-"或"cancel-"+服务名,来退出指定服务 - 可以用 "exit"或者Control+C、kill来退出程序(除了kill -9)。 在此基础上,还可以利用context包实现服务超时退出,利用for range限制服务数量,利用HTTP实现微服务RestFUL信息驱动。由于扩展之后代码增加,显得冗余,这里不再赘述。 [1]: https://blog.golang.org/pipelines

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4 回复  |  直到 2016-10-25 14:56:54
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