Microservice-Architektur – Lösung für elegantes Herunterfahren

Das ordnungsgemäße Herunterfahren von Anwendungen in der Microservice-Architektur bezieht sich hauptsächlich auf das geplante und reibungslose Beenden von Anwendungsinstanzen (d. h. es müssen keine Vorfälle behandelt werden). Das Herunterfahren von Anwendungsservern wird hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: aktives Herunterfahren und passives Herunterfahren, wobei aktives Herunterfahren und die meisten passiven Herunterfahren ein ordnungsgemäßes Herunterfahren bewirken können. Wenn die Anwendung nicht ordnungsgemäß heruntergefahren wird, treten die folgenden Situationen auf:

• Datenverlust: Die Daten im Speicher wurden nicht auf der Festplatte gespeichert
• Dateibeschädigung: Die zu schreibende Datei wurde nicht aktualisiert, was zu einer Dateibeschädigung führt
• Anfrage verloren: Die in der Warteschlange wartende Anfrage ist verloren
• Antwort verloren: Die erfolgreiche Transaktion hatte keine Zeit zu antworten
• Transaktionsunterbrechung: Transaktionen, die bis zu einem Zwischenstatus verarbeitet werden, werden zwangsweise unterbrochen
• Der Dienst ist nicht offline: Der Upstream-Dienst sendet weiterhin Verbrauchsanfragen an den Downstream-Dienst

Das Ziel des eleganten Upgrades unserer Microservices besteht darin, die oben genannten Situationen zu vermeiden, dadurch den Arbeitsaufwand durch manuelle Eingriffe zu vermeiden und die Servicezuverlässigkeit der Microservice-Architektur zu verbessern.

Ein ordnungsgemäßes Herunterfahren kann die folgenden Szenarien lösen:

• PID TÖTEN
• Die Anwendung wurde unerwartet automatisch beendet (System.exit(n))
• Verwenden Sie einen Skriptbefehl, um die Anwendung zu stoppen

Ein ordnungsgemäßes Herunterfahren kann die folgenden Szenarien nicht lösen:

• Plötzlicher Stromausfall
• Maschinelle physische Zerstörung
• KILL-9 PID oder taskkill /f /pid

Das ordnungsgemäße Herunterfahren von Java wird normalerweise durch die Registrierung des ShutdownHooks (Hooks) des JDK erreicht. Wenn das System den Exit-Befehl empfängt, markiert es zunächst das System als im Exit-Status befindlich und empfängt keine neuen Nachrichten mehr und verarbeitet dann den Nachrichtenrückstand. und ruft schließlich Ressourcen auf. Die Recycling-Schnittstelle zerstört die Ressourcen und schließlich verlässt jeder Thread die Ausführung. Ein einfacher Demo-Fall sieht wie folgt aus (einfache Version):

 <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>
    }

}

Timeout-Kontrolle
Normalerweise erfordert das ordnungsgemäße Beenden einen Timeout-Kontrollmechanismus. Wenn die Ressourcenwiederherstellung und andere Vorgänge vor dem Beenden nicht abgeschlossen sind, ruft das Shutdown-Skript direkt KILL -9 PID auf, um das Beenden zu erzwingen lange Zeit.

微服务的优雅停机没有统一的解决方案，只要抓住核心思想进行设计即可：
        引流 → 挡板 → 等待停机

但在微服务架构中，我们可以遵守以下建议规则来设计微服务的优雅停机机制：

• 所有微服务应用都应该支持优雅停机
• 优先注销注册中心注册的服务实例
• 待停机的服务应用的接入点标记拒绝服务
• 上游服务支持故障转移因优雅停机而拒绝的服务
• 根据具体业务也提供适当的停机接口

微服务应用的优雅停机根据其使用者角色的不同，而主要分为两种类型：

• • 微服务业务应用优雅停机设计：

• • 微服务业务应用优雅停机设计
  • 微服务网关应用优雅停机设计：

微服务网关应用优雅停机设计

其余各层设备的优雅停机都可从以上两种类型进行衍生出解决方案，如：

• 整个后端架构升级，则可从DNS或Nginx直接切换
• Nginx层升级，则可以从DNS直接切换

在业界开源的产品中，很多产品都使用了JDK钩子的方式来实现优雅停机，如以下产品：

• Netty
• DUBBO