Go进阶13:signal处理和优雅退出守护进程

Go进阶13:signal处理和优雅退出守护进程

1.Golang中的信号处理

我们在生产环境下运行的系统要求优雅退出,即程序接收退出通知后,会有机会先执行一段清理代码,将收尾工作做完后再真正退出.我们采用系统Signal来 通知系统退出,即kill pragram-pid.我们在程序中针对一些系统信号设置了处理函数,当收到信号后,会执行相关清理程序或通知各个子进程做自清理.kill -9强制杀掉程序是不能被接受的,那样会导致某些处理过程被强制中断,留下无法恢复的现场,导致消息被破坏,影响下次系统启动运行.

最近用Golang实现的一个代理程序也需要优雅退出,因此我尝试了解了一下Golang中对系统Signal的处理方式,这里和大家分享.Golang 的系统信号处理主要涉及os包、os.signal包以及syscall包.其中最主要的函数是signal包中的Notify函数:

func Notify(c chan<- os.Signal, sig …os.Signal)

该函数会将进程收到的系统Signal转发给channel c.转发哪些信号由该函数的可变参数决定,如果你没有传入sig参数,那么Notify会将系统收到的所有信号转发给c.如果你像下面这样调用Notify:

signal.Notify(c, syscall.SIGINT, syscall.SIGUSR1, syscall.SIGUSR2)

则Go只会关注你传入的Signal类型,其他Signal将会按照默认方式处理,大多都是进程退出.因此你需要在Notify中传入你要关注和处理的Signal类型,也就是拦截它们,提供自定义处理函数来改变它们的行为.

信号类型

个平台的信号定义或许有些不同.下面列出了POSIX中定义的信号. Linux 使用34-64信号用作实时系统中. 命令 man signal 提供了官方的信号介绍. 在POSIX.1-1990标准中定义的信号列表

信号 动作 说明
SIGHUP 1 Term 终端控制进程结束(终端连接断开)
SIGINT 2 Term 用户发送INTR字符(Ctrl+C)触发
SIGQUIT 3 Core 用户发送QUIT字符(Ctrl+/)触发
SIGILL 4 Core 非法指令(程序错误、试图执行数据段、栈溢出等)
SIGABRT 6 Core 调用abort函数触发
SIGFPE 8 Core 算术运行错误(浮点运算错误、除数为零等)
SIGKILL 9 Term 无条件结束程序(不能被捕获、阻塞或忽略)
SIGSEGV 11 Core 无效内存引用(试图访问不属于自己的内存空间、对只读内存空间进行写操作)
SIGPIPE 13 Term 消息管道损坏(FIFO/Socket通信时,管道未打开而进行写操作)
SIGALRM 14 Term 时钟定时信号
SIGTERM 15 Term 结束程序(可以被捕获、阻塞或忽略)
SIGUSR1 30,10,16 Term 用户保留
SIGUSR2 31,12,17 Term 用户保留
SIGCHLD 20,17,18 Ign 子进程结束(由父进程接收)
SIGCONT 19,18,25 Cont 继续执行已经停止的进程(不能被阻塞)
SIGSTOP 17,19,23 Stop 停止进程(不能被捕获、阻塞或忽略)
SIGTSTP 18,20,24 Stop 停止进程(可以被捕获、阻塞或忽略)
SIGTTIN 21,21,26 Stop 后台程序从终端中读取数据时触发
SIGTTOU 22,22,27 Stop 后台程序向终端中写数据时触发

在SUSv2和POSIX.1-2001标准中的信号列表:

信号 动作 说明
SIGTRAP 5 Core Trap指令触发(如断点,在调试器中使用)
SIGBUS 0,7,10 Core 非法地址(内存地址对齐错误)
SIGPOLL Term Pollable event (Sys V). Synonym for SIGIO
SIGPROF 27,27,29 Term 性能时钟信号(包含系统调用时间和进程占用CPU的时间)
SIGSYS 12,31,12 Core 无效的系统调用(SVr4)
SIGURG 16,23,21 Ign 有紧急数据到达Socket(4.2BSD)
SIGVTALRM 26,26,28 Term 虚拟时钟信号(进程占用CPU的时间)(4.2BSD)
SIGXCPU 24,24,30 Core 超过CPU时间资源限制(4.2BSD)
SIGXFSZ 25,25,31 Core 超过文件大小资源限制(4.2BSD)
第1列为信号名;
第2列为对应的信号值,需要注意的是,有些信号名对应着3个信号值,这是因为这些信号值与平台相关,将man手册中对3个信号值的说明摘出如下,the first one is usually valid for alpha and sparc, the middle one for i386, ppc and sh, and the last one for mips.
第3列为操作系统收到信号后的动作,Term表明默认动作为终止进程,Ign表明默认动作为忽略该信号,Core表明默认动作为终止进程同时输出core dump,Stop表明默认动作为停止进程.
第4列为对信号作用的注释性说明,浅显易懂,这里不再赘述.
需要特别说明的是,SIGKILL和SIGSTOP这两个信号既不能被应用程序捕获,也不能被操作系统阻塞或忽略.

2. kill pid与kill -9 pid的区别

kill pid的作用是向进程号为pid的进程发送SIGTERM(这是kill默认发送的信号),该信号是一个结束进程的信号且可以被应用程序捕获.若应用程序没有捕获并响应该信号的逻辑代码,则该信号的默认动作是kill掉进程.这是终止指定进程的推荐做法.

kill -9 pid则是向进程号为pid的进程发送SIGKILL(该信号的编号为9),从本文上面的说明可知,SIGKILL既不能被应用程序捕获,也不能被阻塞或忽略,其动作是立即结束指定进程.通俗地说,应用程序根本无法“感知”SIGKILL信号,它在完全无准备的情况下,就被收到SIGKILL信号的操作系统给干掉了,显然,在这种“暴力”情况下,应用程序完全没有释放当前占用资源的机会.事实上,SIGKILL信号是直接发给init进程的,它收到该信号后,负责终止pid指定的进程.在某些情况下(如进程已经hang死,无法响应正常信号),就可以使用kill -9来结束进程.

若通过kill结束的进程是一个创建过子进程的父进程,则其子进程就会成为孤儿进程(Orphan Process),这种情况下,子进程的退出状态就不能再被应用进程捕获(因为作为父进程的应用程序已经不存在了),不过应该不会对整个linux系统产生什么不利影响.

3. 应用程序如何优雅退出

Linux Server端的应用程序经常会长时间运行,在运行过程中,可能申请了很多系统资源,也可能保存了很多状态,在这些场景下,我们希望进程在退出前,可以释放资源或将当前状态dump到磁盘上或打印一些重要的日志,也就是希望进程优雅退出(exit gracefully).

从上面的介绍不难看出,优雅退出可以通过捕获SIGTERM来实现.具体来讲,通常只需要两步动作:

  • 注册SIGTERM信号的处理函数并在处理函数中做一些进程退出的准备.信号处理函数的注册可以通过signal()或sigaction()来实现,其中,推荐使用后者来实现信号响应函数的设置.信号处理函数的逻辑越简单越好,通常的做法是在该函数中设置一个bool型的flag变量以表明进程收到了SIGTERM信号,准备退出.
  • 在主进程的main()中,通过类似于while(!bQuit)的逻辑来检测那个flag变量,一旦bQuit在signal handler function中被置为true,则主进程退出while()循环,接下来就是一些释放资源或dump进程当前状态或记录日志的动作,完成这些后,主进程退出.

4. Go中的Signal发送和处理

  • golang中对信号的处理主要使用os/signal包中的两个方法:
  • notify方法用来监听收到的信号
  • stop方法用来取消监听

1.监听全部信号

 package main

    import (
        "fmt"
        "os"
        "os/signal"
    )

    // 监听全部信号
    func main()  {
        //合建chan
        c := make(chan os.Signal)
        //监听所有信号
        signal.Notify(c)
        //阻塞直到有信号传入
        fmt.Println("启动")
        s := <-c
        fmt.Println("退出信号", s)
    }

启动 go run example-1.go 启动

ctrl+c退出,输出 退出信号 interrupt

kill pid 输出 退出信号 terminated

2.监听指定信号

 package main

    import (
        "fmt"
        "os"
        "os/signal"
        "syscall"
    )

    // 监听指定信号
    func main()  {
        //合建chan
        c := make(chan os.Signal)
        //监听指定信号 ctrl+c kill
        signal.Notify(c, os.Interrupt, os.Kill, syscall.SIGUSR1, syscall.SIGUSR2)
        //阻塞直到有信号传入
        fmt.Println("启动")
        //阻塞直至有信号传入
        s := <-c
        fmt.Println("退出信号", s)
    }

启动 go run example-2.go 启动

ctrl+c退出,输出 退出信号 interrupt

kill pid 输出 退出信号 terminated

kill -USR1 pid 输出 退出信号 user defined signal 1

kill -USR2 pid 输出 退出信号 user defined signal 2

3.优雅退出go守护进程

 package main

    import (
        "fmt"
        "os"
        "os/signal"
        "syscall"
        "time"
    )

    // 优雅退出go守护进程
    func main()  {
        //创建监听退出chan
        c := make(chan os.Signal)
        //监听指定信号 ctrl+c kill
        signal.Notify(c, syscall.SIGHUP, syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM, syscall.SIGQUIT, syscall.SIGUSR1, syscall.SIGUSR2)
        go func() {
            for s := range c {
                switch s {
                case syscall.SIGHUP, syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM, syscall.SIGQUIT:
                    fmt.Println("退出", s)
                    ExitFunc()
                case syscall.SIGUSR1:
                    fmt.Println("usr1", s)
                case syscall.SIGUSR2:
                    fmt.Println("usr2", s)
                default:
                    fmt.Println("other", s)
                }
            }
        }()

        fmt.Println("进程启动...")
        sum := 0
        for {
            sum++
            fmt.Println("sum:", sum)
            time.Sleep(time.Second)
        }
    }

    func ExitFunc()  {
        fmt.Println("开始退出...")
        fmt.Println("执行清理...")
        fmt.Println("结束退出...")
        os.Exit(0)
    }

kill -USR1 pid 输出 usr1 user defined signal 1

kill -USR2 pid usr2 user defined signal 2

kill pid 退出 terminated 开始退出… 执行清理… 结束退出…

执行输出

go run example-3.go
进程启动...
sum: 1
sum: 2
sum: 3
sum: 4
sum: 5
sum: 6
sum: 7
sum: 8
sum: 9
usr1 user defined signal 1
sum: 10
sum: 11
sum: 12
sum: 13
sum: 14
usr2 user defined signal 2
sum: 15
sum: 16
sum: 17
退出 terminated
开始退出...
执行清理...
结束退出...

5. 参考

  • http://www.cnblogs.com/jkkkk/p/6180016.html
  • http://blog.csdn.net/zzhongcy/article/details/50601079
  • https://www.douban.com/note/484935836/
  • https://gist.github.com/reiki4040/be3705f307d3cd136e85#file-signal-go-L1

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,如果有疑问大家可以留言交流, 谢谢大家对mojotv.cn的支持.喜欢这个网站麻烦帮忙添加到收藏夹,添加我的微信好友: felixarebest 微博账号: MojoTech 向我提问.

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