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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 ):

Golang热更新原理 1

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:

Golang热更新原理 2

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7×24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

Golang热更新原理 3

Nginx热更新流程

Golang热更新原理 4

Golang热更新原理 5

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。

Golang热更新原理 6