Node.js & Kubernetes Graceful Shutdown

Posted 2020-12-21 为少

k8s-graceful-shutdown：该库提供了使用 Kubernetes 实现 Graceful Shutdown(优雅退出) Node.js App 的资源。

问题描述

在 kubernetes 中运行微服务时。我们需要处理 kubernetes 发出的终止信号。这样做的正确方法是：

1. 监听 SIGINT, SIGTERM
2. 收到信号后，将服务置于不健康模式（/health 路由应返回状态码 4xx，5xx）
3. 在关闭之前添加宽限期，以允许 kubernetes 将您的应用程序从负载均衡器中移除
4. 关闭服务器和所有打开的连接
5. 关闭

该库使上述过程变得容易。只需注册您的 graceful shutdown hook（优雅退出的钩子）并添加宽限期即可。

请注意，您的宽限期必须小于 kubernetes 中定义的宽限期！

使用 Express 框架的示例

例如，使用Express框架：

import { Response, Request } from \'express\'
import express from \'express\'
import { addGracefulShutdownHook, getHealthHandler, shutdown } from \'@neurocode.io/k8s-graceful-shutdown\'

const app = express()
app.disable(\'x-powered-by\')
const port = process.env.PORT || 3000
const server = app.listen(port, () => console.log(`App is running on http://localhost:${port}`))

// 修补 NodeJS 服务器关闭功能，使其具有正确的关闭功能，因为您可能期望为您关闭 keep-alive connections(保持活动的连接)！
// 在这里阅读更多信息 https://github.com/nodejs/node/issues/2642
server.close = shutdown(server)

const healthy = (req: Request, res: Response) => {
  res.send(\'everything is great\')
}

const notHealthy = (req: Request, res: Response) => {
  res.status(503).send(\'oh no, something bad happened!\')
}


const healthTest = async () => {
  // 这是可选的
  // 你可以用它来进行健康检查
  return true
}

const healthCheck = getHealthHandler({ healthy, notHealthy, test: healthTest })
app.get(\'/health\', healthCheck)

const sleep = (time: number) => new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, time))

const asyncOperation = async () => sleep(3000).then(() => console.log(\'Async op done\'))

const closeServers = async () => {
  await asyncOperation() // 可以是任何异步操作，例如 mongo db 关闭，或发送 slack 消息;）
  server.close()
}

const gracePeriodSec = 5*1000
addGracefulShutdownHook(gracePeriodSec, closeServers)

server.addListener(\'close\', () => console.log(\'shutdown after graceful period\'))

• 上面所示的这个简单的应用程序，添加了一个5秒的优雅关闭周期，在此之后，钩子(在关闭功能的帮助下负责关闭服务器)被触发。在发送 SIGINT 或 SIGTERM 信号时，用户可以看到5秒的宽限期，之后发生了3秒的等待异步操作，然后才会显示 “shutdown after graceful period” 的消息，表示关闭服务器。

• 该应用程序还展示了 “getHealthHandler” 的功能。在请求 localhost:3000/health 时，healthTest 将返回 true，并显示 \'everything is great\' 消息，表明 health 检查为正常。用户可以将 healthTest 改为返回 false，然后看到消息变为 \'oh no, something bad happened!\' 这表明了一种不健康的状态。

如果您使用 Koa 框架，请查看 demos/ 文件夹。 我们有一个 Koa 示例，其功能与上述应用类似。Koa 应用程序使用具有 health和 notHealthy 处理程序的 fn(ctx) 支持的 getHealthContextHandler，而不是将 health 和 notHealthy 处理程序作为 fn(req, res) 的 getHealthHandler。

它是如何工作的？

正常关闭工作流程的工作方式示例：

1. Kubernetes 向 Pod 发送 SIGTERM 信号。手动缩小 Pod 或在滚动部署期间自动缩小 Pod 时会发生这种情况
2. 该库接收 SIGTERM 信号并调用您的 notHealthy 处理程序。您的处理程序应返回 400 或 500 的 http 状态代码（抛出错误？），这表明该 pod 不再接收任何流量。注意此步骤是可选的（请检查下一步）
3. 库等待指定的 grace time 以启动应用程序的关闭。宽限时间应在 5 到 20 秒之间。 kubernetes 端点控制器需要宽限时间才能从有效端点列表中删除 Pod，进而从服务中删除 Pod（从 iptables 所有节点中获取 pod 的 ip 地址）。
4. Kubernetes 从 Service 中删除 Pod
5. 该库调用您所有已注册的关闭 hook
6. 在配置的宽限期之后，应用程序将使用我们的关机机制正确地关机，你可能期望默认工作，但在 NodeJS http server, express 和 Koa 不是

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