K8S容器应用优雅关闭-修复5003 Error_网络技术_宿州市腾雀网络科技有限公司

大家好，我是stanley「史丹利」，今天来谈谈技术：容器优雅关闭方案。

1、遇到的问题在公司某服务接入效能平台后，发布过程中，页面偶尔会出现5003报错。最初以为是Nacos没有及时将服务反注册，即POD在已经正常关闭的情况下，注册中心依然保留POD信息，导致请求依然发送到已关闭的POD中。

5003报错

5003-error-2

2、问题排查 2.1 首先，我们与开发团队合作，检查了反注册逻辑及相关日志，没有发现任何异常。

2.2 后来偶然发现POD中的主进程PID不为1，而PID为1的进程是shell进程。这会导致容器关闭时，业务进程无法接收到k8s发送的SIGTERM信号，只能在等待15秒后被强行杀死。

process-shell

2.3 我们修改了程序的启动参数，通过EXEC启动模式，使得应用主进程的PID变为1。

process-exec

2.4 重新发布验证后，5003报错问题得到了修复。

3、根因分析 3.1、SHELL 模式和 CMD 模式带来的差异通常在Dockerfile中使用CMD和ENTRYPOINT来启动应用。启动应用有两种模式：shell模式和exec模式。在shell模式下，PID为1的进程是shell进程；在exec模式下，PID为1的进程是业务本身。

SHELL模式

FROM golang as builder
WORKDIR /go/
COPY app.go    .
RUN go build app.go
FROM ubuntu
WORKDIR /root/
COPY --from=builder /go/app .
CMD ./app

这种方式构建的镜像，应用启动后PID为1的进程是shell进程。

EXEC模式

FROM golang as builder
WORKDIR /go/
COPY app.go    .
RUN go build app.go
FROM ubuntu
WORKDIR /root/
COPY --from=builder /go/app .
CMD ["./app"]

这种方式构建的镜像，应用启动后PID为1的进程是应用进程。

3.2、直接启动应用和通过脚本启动的区别在实际生产环境中，由于应用启动命令通常会包含许多启动参数，我们通常会使用一个启动脚本来启动应用，以便管理。相应地，在容器内，PID为1的进程会是shell进程，但shell程序不会转发信号，也不响应退出信号。因此，如果容器应用中启动了shell并占据了PID=1的位置，那么就无法接收到k8s发送的SIGTERM信号，只能在超时后被强行杀死。启动脚本 start.sh 的内容如下：

start.sh

$ cat > start.sh

Dockerfile

FROM golang as builder
WORKDIR /go/
COPY app.go    .
RUN go build app.go
FROM alpine
WORKDIR /root/
COPY --from=builder /go/app .
ADD start.sh /root/
CMD ["/bin/sh","/root/start.sh"]

3.2.1 解决方案方案一：通过k8s的prestop参数调用容器内进程关闭脚本，实现优雅关闭。在前面脚本启动的Dockerfile基础上，定义一个优雅关闭的脚本，通过k8s-prestop在关闭POD前调用优雅关闭脚本，实现POD优雅关闭。

stop.sh

#!/bin/sh
ps -ef|grep app|grep -v grep|awk '{print $1}'|xargs kill -15

通过yaml部署到k8s中：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: app-prestop
  labels:
    app: prestop
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: prestop
  template:
    metadata:
      labels:
        app: prestop
    spec:
      containers:
      - name: prestop
        image: xx/app:v1.0-prestop
        lifecycle:
          preStop:
            exec:
              command:
              - sh
              - /root/stop.sh

方案二：将shell脚本修改为exec执行。修改start.sh脚本：

#!/bin/sh
exec ./app

在shell中添加一个exec命令即可让应用进程替代当前shell进程，这样可以将SIGTERM信号传递到业务层，让业务实现优雅关闭。

方案三：通过第三方init进程传递SIGTERM到进程中。使用dump-init或tini作为容器的主进程，在收到退出信号时，会将退出信号转发给进程组中的所有进程。主要适用于应用本身无关闭信号处理的场景。docker –init本身也是集成的tini。

FROM golang as builder
WORKDIR /go/
COPY app.go    .
RUN go build app.go
FROM alpine
WORKDIR /root/
COPY --from=builder /go/app .
ADD start.sh tini /root/
RUN chmod a+x start.sh && apk add --no-cache tini
ENTRYPOINT ["/sbin/tini", "--"]
CMD ["/root/tini", "--", /root/start.sh"]

4、总结 1、对于容器化应用启动命令，建议使用EXEC模式。

2、对于已经在代码层面实现了优雅关闭的业务，但有shell启动脚本的，容器化后部署到k8s上，建议使用方案一和方案二。

3、对于代码层面没有实现优雅关闭的业务，建议使用方案三。

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