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优雅的终止docker容器

在Docker大行其道的今天,我们能够非常方便的使用容器打包我们的应用程序,并且将它在我们的服务器上部署并运行起来。但是,谈论到如何停掉运行中的docker容器并正确的终止其中的程序,这就成为一个非常值得讨论的话题了。

事实上,在我们日常的项目当中,这是我们经常需要面对和处理的问题:

  • 场景A:假如我们打包在容器中的程序,提供HTTP方式的服务,负责处理各种HTTP requests并返回结果,我们必然希望在容器被停掉的时候,能够让程序有时间把已经在处理中的请求继续处理完毕,并返回结果给客户端。

  • 场景B:又比如我们打包在容器中的程序,负责写入数据到某个数据文件中,我们希望程序能够在容器被停掉的时候,有时间把内存中缓存的数据持久化到存储设备中,以防数据丢失。

  • 场景C:再比如现在流行的微服务架构中,一般会有服务发现的机制,也即每一个微服务在启动之后,都会主动把自己的地址信息注册到服务发现模块当中,让其他的服务可以知道自己的存在。而在容器被停掉的时候,微服务需要即时从服务发现模块中注销自己,以防止从API Gateway而来的请求被错误的路由到了已经被停止掉的微服务。

如上的各种场景中,都要求打包在容器中的应用程序能够被优雅的终止(也即gracefully shutdown),这种gracefully shutdown的方式,允许程序在容器被停止的时候,有一定时间做一些后续处理操作,这也是我们需要进一步探讨的话题。

docker stop 与 docker kill 的区别

Docker本身提供了两种终止容器运行的方式,即docker stop与docker kill。

docker stop

先来说说docker stop吧,当我们用docker stop命令来停掉容器的时候,docker默认会允许容器中的应用程序有10秒的时间用以终止运行。所以我们查看docker stop命令帮助的时候,会有如下的提示:

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→ docker stop --help
Usage: docker stop [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]
Stop one or more running containers
Options:
--help Print usage
-t, --time int Seconds to wait for stop before killing it (default 10)

在docker stop命令执行的时候,会先向容器中PID为1的进程发送系统信号SIGTERM,然后等待容器中的应用程序终止执行,如果等待时间达到设定的超时时间,或者默认的10秒,会继续发送SIGKILL的系统信号强行kill掉进程。在容器中的应用程序,可以选择忽略和不处理SIGTERM信号,不过一旦达到超时时间,程序就会被系统强行kill掉,因为SIGKILL信号是直接发往系统内核的,应用程序没有机会去处理它。在使用docker stop命令的时候,我们唯一能控制的是超时时间,比如设置为20秒超时:

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docker stop --time=20 container_name

docker kill

接着我们来看看docker kill命令,默认情况下,docker kill命令不会给容器中的应用程序有任何gracefully shutdown的机会。它会直接发出SIGKILL的系统信号,以强行终止容器中程序的运行。通过查看docker kill命令的帮助,我们可以看到,除了默认发送SIGKILL信号外,还允许我们发送一些自定义的系统信号:

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→ docker kill --help
Usage: docker kill [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]
Kill one or more running containers
Options:
--help Print usage
-s, --signal string Signal to send to the container (default "KILL")

比如,如果我们想向docker中的程序发送SIGINT信号,我们可以这样来实现:

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docker kill --signal=SIGINT container_name

与docker stop命令不一样的地方在于,docker kill没有任何的超时时间设置,它会直接发送SIGKILL信号,以及用户通过signal参数指定的其他信号。

其实不难看出,docker stop命令,更类似于Linux系统中的kill命令,二者都是发送系统信号SIGTERM。而docker kill命令,更像是Linux系统中的kill -9或者是kill -SIGKILL命令,用来发送SIGKILL信号,强行终止进程。

在程序中接收并处理信号

了解了docker stop与docker kill的区别,我们能够知道,docker kill适合用来强行终止程序并实现快速停止容器。而如果希望程序能够gracefully shutdown的话,docker stop才是不二之选。这样,我们可以让程序在接收到SIGTERM信号后,有一定的时间处理、保存程序执行现场,优雅的退出程序。

接下来我们可以写一个简单的Go程序来实现信号的接收与处理,程序在启动过后,会一直阻塞并监听系统信号,直到监测到对应的系统信号后,输出控制台并退出执行。

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// main.go
package main
import (
"fmt"
"os"
"os/signal"
"syscall"
)
func main() {
fmt.Println("Program started...")
ch := make(chan os.Signal, 1)
signal.Notify(ch, syscall.SIGTERM)
s := <-ch
if s == syscall.SIGTERM {
fmt.Println("SIGTERM received!")
//Do something...
}
fmt.Println("Exiting...")
}

接下来使用交叉编译的方式来编译程序,让程序可以在Linux下运行:

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CGO_ENABLED=0 GOOS=linux GOARCH=amd64 go build -o graceful

编译好之后,我们还需要打包程序到容器中运行。于是,我们还得有个Dockerfile。在这里,我们选择使用体积小又轻盈的alpine镜像作为基础镜像,打包这个Go程序:

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from alpine:latest
MAINTAINER Timothy
ADD graceful /graceful
CMD ["/graceful"]

这里需要避开的一个坑,是Dockerfile中CMD命令的用法。CMD命令有两种方式:

  • CMD /graceful

使用 CMD command param1 param2 这种方式,其实是以shell的方式运行程序。最终程序被执行时,类似于/bin/sh -c的方式运行了我们的程序,这样会导致/bin/sh以PID为1的进程运行,而我们的程序只不过是它fork/execs出来的子进程而已。前面我们提到过docker stop的SIGTERM信号只是发送给容器中PID为1的进程,而这样,我们的程序就没法接收和处理到信号了。

  • CMD [“/graceful”]

使用 CMD [“executable”,”param1”,”param2”] 这种方式启动程序,才是我们想要的,这种方式执行和启动时,我们的程序会被直接启动执行,而不是以shell的方式,这样我们的程序就能以PID=1的方式开始执行了。

话题转回来,我们开始执行容器构建操作,打包程序:

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docker build -t registry.xiaozhou.net/graceful:latest .

打包过后的镜像,才6MB左右:

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λ Timothy [workspace/src/graceful] → docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
registry.xiaozhou.net/graceful latest b2210a85ca55 20 hours ago 6.484 MB

启动并运行容器:

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λ Timothy [workspace/src/graceful] → docker run -d --name graceful b2210a85

查看容器运行状态:

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λ Timothy [workspace/src/graceful] → docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
fd18eedafd16 b221 "/graceful" 3 seconds ago Up 2 seconds graceful

查看容器输出,能看到程序已经正常启动:

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λ Timothy [workspace/src/graceful] → docker logs graceful
Started...

接着我们要使用docker stop大法,看程序能否响应SIGTERM信号:

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λ Timothy [workspace/src/graceful] → docker stop graceful
graceful

最后,查看容器的日志,检验输出:

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λ Timothy [workspace/src/graceful] → docker logs graceful
Started...
SIGTERM received!
Exiting...

总结

用docker kill命令,可以简单粗暴的终止docker容器中运行的程序,但是想要优雅的终止掉的话,我们需要使用docker stop命令,并且在程序中多花一些功夫来处理系统信号,这样能保证程序不被粗暴的终止掉,从而实现gracefully shutdown。

支持原创技术分享,据说打赏我的人,都找到了女朋友!