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程序員的成長(zhǎng)之路

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作者:CG國(guó)斌

來(lái)源:blog.csdn.net/qq_35246620/article/details/109166722

# 前言

在生產(chǎn)環(huán)境中，如何保證在服務(wù)升級(jí)的時(shí)候，不影響用戶的體驗(yàn)，這個(gè)是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。如果在我們升級(jí)服務(wù)的時(shí)候，會(huì)造成一段時(shí)間內(nèi)的服務(wù)不可用，這就是不夠優(yōu)雅的。那什么是優(yōu)雅的呢？主要就是指在服務(wù)升級(jí)的時(shí)候，不中斷整個(gè)服務(wù)，讓用戶無(wú)感知，進(jìn)而不會(huì)影響用戶的體驗(yàn)，這就是優(yōu)雅的。

實(shí)際上，優(yōu)雅下線是目標(biāo)，而不是手段，它是一個(gè)相對(duì)的概念，例如kill PID和kill -9 PID都是暴力殺死服務(wù)，相對(duì)于kill -9 PID來(lái)說(shuō)，kill PID就是優(yōu)雅的。但如果單獨(dú)拿kill PID出來(lái)說(shuō)，我們能說(shuō)它是優(yōu)雅的下線策略嗎？肯定不是啊，就是這個(gè)道理。

因此，本文講述的優(yōu)雅下線僅能稱之為“相對(duì)的優(yōu)雅下線”，但相對(duì)于暴力的殺死服務(wù)，已經(jīng)足夠優(yōu)雅了。常見(jiàn)的優(yōu)雅解決方案，主要包括優(yōu)雅下線和灰度發(fā)布。而實(shí)際上，灰度發(fā)布的范圍就已經(jīng)包含優(yōu)雅下線了。最后，在本文中，我們主要講述基于 Spring Cloud 和 Euraka 的優(yōu)雅下線以及灰度發(fā)布。

# 優(yōu)雅下線

常見(jiàn)的下線方式

方式一：kill PID

使用方式：kill java進(jìn)程ID

該方式借助的是 Spring Boot 應(yīng)用的 Shutdown hook，應(yīng)用本身的下線也是優(yōu)雅的，但如果你的服務(wù)發(fā)現(xiàn)組件使用的是 Eureka，那么默認(rèn)最長(zhǎng)會(huì)有 90 秒的延遲，其他應(yīng)用才會(huì)感知到該服務(wù)下線，這意味著：該實(shí)例下線后的 90 秒內(nèi)，其他服務(wù)仍然可能調(diào)用到這個(gè)已下線的實(shí)例。因此，該方式是不夠優(yōu)雅的。

方式二：/shutdown端點(diǎn)

Spring Boot 提供了/shutdown端點(diǎn)，可以借助它實(shí)現(xiàn)優(yōu)雅停機(jī)。

使用方式：在想下線應(yīng)用的applicationyml中添加如下配置，從而啟用并暴露/shutdown端點(diǎn)：

management:  endpoint:    shutdown:      enabled: true  endpoints:    web:      exposure:        include: shutdown

發(fā)送 POST 請(qǐng)求到/shutdown端點(diǎn)

curl -X http://你想停止的服務(wù)地址/actuator/shutdown

該方式本質(zhì)和方式一是一樣的，也是借助 Spring Boot 應(yīng)用的 Shutdown hook 去實(shí)現(xiàn)的。

方式三：/pause端點(diǎn)

Spring Boot 應(yīng)用提供了/pause端點(diǎn)，利用該端點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)優(yōu)雅下線。

使用方式：在想下線應(yīng)用的application.yml中添加配置，從而啟用并暴露/pause端點(diǎn)：

management:  endpoint:    # 啟用pause端點(diǎn)    pause:      enabled: true    # 啟用restart端點(diǎn)，之所以要啟用restart端點(diǎn)，是因?yàn)閜ause端點(diǎn)的啟用依賴restart端點(diǎn)的啟用    restart:      enabled: true  endpoints:    web:      exposure:        include: pause,restart

發(fā)送 POST 請(qǐng)求到/actuator/pause端點(diǎn)：

curl -X POST http://你想停止的服務(wù)實(shí)例地址/actuator/pause

執(zhí)行后的效果類似下圖：

如圖所示，該應(yīng)用在 Eureka Server 上的狀已被標(biāo)記為DOWN，但是應(yīng)用本身其實(shí)依然是可以正常對(duì)外服務(wù)的。在 Spring Cloud 中，Ribbon 做負(fù)載均衡時(shí)，只會(huì)負(fù)載到標(biāo)記為UP的實(shí)例上。利用這兩點(diǎn)，你可以：先用/pause端點(diǎn)，將要下線的應(yīng)用標(biāo)記為DOWN，但不去真正停止應(yīng)用；然后過(guò)一定的時(shí)間（例如 90 秒，或者自己做個(gè)監(jiān)控，看當(dāng)前實(shí)例的流量變成 0 后）再去停止應(yīng)用，例如kill應(yīng)用。

缺點(diǎn) & 局限

方式四：/service-registry端點(diǎn)

使用方式：在想下線應(yīng)用的application.yml中添加配置，從而暴露/service-registry端點(diǎn)：

management:  endpoints:    web:      exposure:        include: service-registry

發(fā)送 POST 請(qǐng)求到/actuator/service-registry端點(diǎn)：

curl -X "POST" "http://localhost:8000/actuator/service-registry?status=DOWN" \   -H "Content-Type: application/vnd.spring-boot.actuator.v2+json;charset=UTF-8"

實(shí)行后的效果類似如下圖：

# 優(yōu)雅的下線方式

在上文中，我們講述了四種常見(jiàn)的下線方式，對(duì)比來(lái)看，方式四是一種比較優(yōu)雅的下線方式。

在實(shí)際項(xiàng)目中，我們可以先使用/service-registry端點(diǎn)，將服務(wù)標(biāo)記為DOWN，然后監(jiān)控服務(wù)的流量，當(dāng)流量為 0 時(shí)，即可升級(jí)該服務(wù)。當(dāng)然，這里假設(shè)我們部署了多個(gè)服務(wù)實(shí)例，當(dāng)一個(gè)服務(wù)實(shí)例DOWN掉之后，其他服務(wù)實(shí)例仍然是可以提供服務(wù)的，如果就部署一臺(tái)服務(wù)的話，那么討論優(yōu)不優(yōu)雅就沒(méi)那么重要了。

除了上述的下線方式之外，還有一種利用EurekaAutoServiceRegistration對(duì)象達(dá)到優(yōu)雅下線的目標(biāo)。

執(zhí)行eurekaAutoServiceRegistration.start()方法時(shí)，當(dāng)前服務(wù)向 Eureka 注冊(cè)中心注冊(cè)服務(wù)；
執(zhí)行eurekaAutoServiceRegistration.stop()方法時(shí)，當(dāng)前服務(wù)會(huì)向 Eureka 注冊(cè)中心進(jìn)行反注冊(cè)，注冊(cè)中心收到請(qǐng)求后，會(huì)將此服務(wù)從注冊(cè)列表中刪除。

示例代碼如下：

@RestController@RequestMapping(value = "/graceful/registry-service")public class GracefulOffline {
    @Autowired    private EurekaAutoServiceRegistration eurekaAutoServiceRegistration;
    @RequestMapping("/online")    public String online() {        this.eurekaAutoServiceRegistration.start();        return "execute online method, online success.";    }
    @RequestMapping("/offline")    public String offline() {        this.eurekaAutoServiceRegistration.stop();        return "execute offline method, offline success.";    }}

到這里，我們已經(jīng)介紹了兩種相對(duì)優(yōu)雅的下線方式了。具體如何操作，我們可以根據(jù)實(shí)際上情況進(jìn)行包裝，或者利用自動(dòng)化的腳本來(lái)實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)雅的下線方式。

# 灰度發(fā)布

藍(lán)綠部署

藍(lán)綠部署，英文名為 Blue Green Deployment，是一種可以保證系統(tǒng)在不間斷提供服務(wù)的情況下上線的部署方式。

如何保證系統(tǒng)不間斷提供服務(wù)呢？那就是同時(shí)部署兩個(gè)集群，但僅對(duì)外提供一個(gè)集群的服務(wù)，當(dāng)需要升級(jí)時(shí)，切換集群進(jìn)行升級(jí)。藍(lán)綠部署無(wú)需停機(jī)，并且風(fēng)險(xiǎn)較小。其大致步驟為：

部署集群 1 的應(yīng)用（初始狀態(tài)），將所有外部請(qǐng)求的流量都打到這個(gè)集群上
部署集群 2 的應(yīng)用，集群 2 的代碼與集群 1 不同，如新功能或者 Bug 修復(fù)等
將流量從集群 1 切換到集群 2
如集群 2 測(cè)試正常，就刪除集群 1 正在使用的資源（例如實(shí)例），使用集群 2 對(duì)外提供服務(wù)

因?yàn)樵谑褂盟{(lán)綠部署的方式時(shí)，我們需要控制流量，所以我們需要借助路由服務(wù)，如 Nginx 等。

滾動(dòng)部署

滾動(dòng)部署，英文名為 Rolling Update，同樣是一種可以保證系統(tǒng)在不間斷提供服務(wù)的情況下上線的部署方式。和藍(lán)綠部署不同的是，滾動(dòng)部署對(duì)外提供服務(wù)的版本并不是非此即彼，而是在更細(xì)的粒度下平滑完成版本的升級(jí)。

如何做到細(xì)粒度平滑升級(jí)版本呢？滾動(dòng)部署只需要一個(gè)集群，集群下的不同節(jié)點(diǎn)可以獨(dú)立進(jìn)行版本升級(jí)。比如在一個(gè) 12 節(jié)點(diǎn)的集群中，我們每次升級(jí) 4 個(gè)節(jié)點(diǎn)，并將升級(jí)后的節(jié)點(diǎn)重新投入使用，周而復(fù)始，直到集群中所有的節(jié)點(diǎn)都更新為新版本。

這種部署方式相對(duì)于藍(lán)綠部署，更加節(jié)約資源，因?yàn)樗恍枰\(yùn)行兩個(gè)集群。但這種方式也有很多缺點(diǎn)，例如：

沒(méi)有一個(gè)確定 OK 的環(huán)境。使用藍(lán)綠部署，我們能夠清晰地知道老版本是 OK 的，而使用滾動(dòng)發(fā)布，我們無(wú)法確定。
修改了現(xiàn)有的環(huán)境。
如果需要回滾，很困難。舉個(gè)例子，在某一次發(fā)布中，我們需要更新 100 個(gè)實(shí)例，每次更新 10 個(gè)實(shí)例，每次部署需要 5 分鐘。當(dāng)滾動(dòng)發(fā)布到第 80 個(gè)實(shí)例時(shí)，發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，需要回滾。這時(shí)，我們估計(jì)就要瘋了。
有的時(shí)候，我們還可能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)伸縮，如果部署期間，系統(tǒng)自動(dòng)擴(kuò)容/縮容了，我們還需判斷到底哪個(gè)節(jié)點(diǎn)使用的是哪個(gè)代碼。盡管有一些自動(dòng)化的運(yùn)維工具，但是依然令人心驚膽戰(zhàn)。

并不是說(shuō)滾動(dòng)發(fā)布不好，滾動(dòng)發(fā)布也有它非常合適的場(chǎng)景。

金絲雀部署

金絲雀部署又稱灰度部署（或者，灰度發(fā)布），英文名為 Canary Deployment，是指在黑與白之間，能夠平滑過(guò)渡的一種發(fā)布方式。

金絲雀的名稱來(lái)源于「礦井中的金絲雀」，早在 17 世紀(jì)，英國(guó)礦井工人發(fā)現(xiàn)，金絲雀對(duì)瓦斯這種氣體十分敏感，空氣中哪怕有極其微量的瓦斯，金絲雀也會(huì)停止歌唱；而當(dāng)瓦斯含量超過(guò)一定限度時(shí)，雖然魯鈍的人類毫無(wú)察覺(jué)，金絲雀卻早已毒發(fā)身亡。當(dāng)時(shí)在采礦設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)陋的條件下，工人們每次下井都會(huì)帶上一只金絲雀作為“瓦斯檢測(cè)指標(biāo)”，以便在危險(xiǎn)狀況下緊急撤離。

我們來(lái)看一下金絲雀部署的步驟：

準(zhǔn)備好部署各個(gè)階段的工件，包括：構(gòu)建工件，測(cè)試腳本，配置文件和部署清單文件
從負(fù)載均衡列表中移除掉“金絲雀”服務(wù)器
升級(jí)“金絲雀”應(yīng)用（切斷原有流量并進(jìn)行部署）
對(duì)應(yīng)用進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)試
將“金絲雀”服務(wù)器重新添加到負(fù)載均衡列表中（連通性和健康檢查）
如果“金絲雀”在線使用測(cè)試成功，升級(jí)剩余的其他服務(wù)器（否則就回滾）

在金絲雀部署中，常常按照用戶量設(shè)置路由權(quán)重，例如 90% 的用戶維持使用老版本，10% 的用戶嘗鮮新版本。不同版本應(yīng)用共存，經(jīng)常與 A/B 測(cè)試一起使用，用于測(cè)試選擇多種方案。

金絲雀部署比較典型的例子，就是我們?cè)谑褂媚硞€(gè)應(yīng)用的時(shí)候，該應(yīng)用邀請(qǐng)我們進(jìn)行“內(nèi)測(cè)”或者“新版本體驗(yàn)”，如果我們同意了，那么我們就成了金絲雀。

<END>

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