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無停機服務遷移

一直以來在營運now.in都有一個令人困擾的問題,就是每當伺服器更新或是出現問題時,就得關掉重開,雖然說大部份的伺服器我在設計上都做成重開也沒有關係,但有少部份一但重啟就會造成使用者斷線,參考下面這張伺服器狀態的圖 圖中被切斷的山峰都是伺服器重啟的時候,無疑的這對使用者來說是不好的體驗,對於一般網頁HTTP這類stateless的伺服器來說重啟是無所謂,但串流伺服器就不一樣,因此最近我在思考如何解決這樣的問題,首先想到的是伺服器重開的原因,不外乎有幾種 部署新版的程式 為了修正BUG 記憶體用量過高 重新讀取執行環境,例如ulimit -n,也就是檔案數量的限制大小 從主機A移到主機B 以Python的伺服器來說,如果只是單單只是為了部署新版的程式,Python有個reload函數可以重讀整個module,因此可以設個管理用的後門用來重載模組,但是這樣做有個問題,就是已經產生的instance還是一樣,其實說穿了等於是重新執行那個module,如果只是簡單的改版還好,但複雜的改版就可能牽扯到太多因素難以透過這樣來更新,而除此之外,很多重開的因素像是記憶體用量過高,或著執行的環境參數改變,這些都無可避免的一定得建新的process,至於從A主機移到B主機,基本上是難以避免的一定得重啟伺服器,除非有某個前端的伺服器保持連線,後端的伺服器進行交移工作才有可能,而主機轉移的狀況其實很少出現,因此這篇文章要探討的是如何辦到同一臺機器內的服務轉移 方法 最大的問題就在於,連線中的socket該如保持住連線,最簡單的想法就是建立新的process,將目前的連線交給新的process,新的process接手完所有的連線開始運作後舊的process就能終止了,當然所謂的連線還包函了服務的狀態,我們在者裡稱之為 CSD (Connection State Descriptor),大致想法如下面圖片所示 首先Process A是正在運行的process,而Manager是負責控制遷移的process 此時Manager啟動了要負責接手的Process B 接著Manager通知A將連線狀態傳送給Process B,B接手後繼續提供服務,並且告知接收完成 在確定B能夠接手服務並且正確執行後,這時Manager就能將A中止,走到這裡服務就算是完整地移交了,中間沒有任何間斷 技術層面問題 – Socket的轉移 這樣的做法理論上看起來確實可行沒錯,但是最主要有技術上的問題得解決,就是如何將socket,或著是file descriptor轉移到另一個process,在我找過相關的資料後知道目前有兩個方法 child process 這個方法主要是因為child process在生成後會繼承parent process的file descriptor,但是缺點就是只限於child process,如果我們想將服務移交給另一個完整的獨立process這個方法就會行不通,因此使用上會有很多限制 sendmsg 另一個方法就是unix domain的socket有提供一個函數叫sendmsg,可以將file descriptor轉移到任何process,這樣一來實用性就比child process高很多,於是我決定採用此方法 簡易的實作 … Continue reading

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