Kubernetes 中优雅停止服务的那些事
前言
所谓 "优雅停止服务" 一般指不对线上产生影响，或尽可能减少影响地停止服务产生的影响。
现在高可用服务一般由多实例构成，并且客户端请求由负载均衡器 (Load Balancer) 统一路由。
优雅停止流程大致如下：
- 先通知负载均衡器将该实例从后端列表中移除
- 结束当前实例上连接
- 待当前实例上连接结束或超过限定时间后，停止服务
在实际 Kubernetes 分布式系统中，要做好这件事有许多细节需要注意。本文以 TiDB Server 的优雅停止举例，说明 Kubernetes 中 Pod 删除流程，我们可以做什么，来实现优雅地停止服务。
在使用姿势上，我们并不引入新的流程。而是结合 Kubernetes 提供容器生命周期扩展点实现功能。
从负载均衡器下线
Pod 在标记删除后，Kubernetes 的 Endpoint 控制器会开始将 Pod 的 IP 从 Sevice 后端移除。kube-proxy 以及外部的负载均衡器实现，就会将其从后端移除。
同时 Pod 在标记删除后，kubelet 也会停止容器。这两项操作，由不同组件在发现 Pod 即将删除后操作，并没有先后顺序。若进程在负载均衡器将 Pod IP 从后端移除前，kubelet 就将容器停止，则仍然可能会有新的请求，尝试连接一个不存在的 IP 。若业务层没有重试机制，则请求会失败。
所以，我们需要等待一段时间，再去停止容器。我们可以借助 preStopHook 钩子，在容器停止前等待一段时间：
lifecycle: preStop: exec: command: ["sh", "-c", "sleep 10"]
我们不采用同步方案，让负载均衡器与 kubelet 严格地保证操作顺序执行，因为会过于复杂，且与具体外部负载均衡器实现耦合。例子中的 sleep 时间，可结合生产环境中负载均衡器下线后端反应时间来调整。
结束当前实例上连接
前面我们实现了，先让 Pod 从负载均衡器下线，再结束进程，以避免新的请求在进程结束后，连入进来。但进程还存在当前连接，我们需要结束进程前，先通知进程主动通知客户端关闭连接等。
这步操作与具体的业务的实现有关，我们以 tidb-server 举例。
kubelet 的默认停止容器使用的 SIGTERM 信号，tidb-server 在此信号下会进行优雅退出，但超时时间只有 15 秒，若线上有比较耗时较长的请求，是不够当前连接正常退出的。
tidb-server 在收到 SIGQUIT 信号时会进行不限时的优雅退出，流程如下：
- 关闭 listeners
- 遍历当前连接，关闭空闲连接
- 其余的尝试在应用层协议通知客户端主动关闭
因此，我们不可能使用 kubelet 的默认停止容器使用的 SIGTERM 信号，而是应主动发送 SIGQUIT 给 tidb-server 进程通知其以更优雅的方式运行。
lifecycle: preStop: exec: command: ["sh", "-c", "sleep 10 && kill -QUIT 1"]
PID 1 为容器内 root 进程。注意需要将进行作为 root 进程运行，或者 root 进程可以将信号转发给子业务进程，比如使用 tini 时。
优雅停止超时时间
前面我们不仅在停止服务前通知负载均衡器先将 Pod IP 从后端移除，同时通知应用采用主动通知并结束当前连接后，再退出。但还有一个问题是，许多时候，当前连接要完全优雅结束需要很久，比如一些长连接应用。Kubelet 给 Pod 默认允许的优雅退出时间是 30s，我们需要结合具体应用，配置恰当的超时时间。可以在 pod.spec.terminationGracePeriodSeconds 字段配置：
terminationGracePeriodSeconds: 60 lifecycle: preStop: exec: command: ["sh", "-c", "sleep 10 && kill -QUIT 1"]
至此，我们就实现了完美的优雅退出方案。
结语
我们可以将优雅退出阶段分为以下几部分：
- 通知负载均衡器将 Pod IP 从后端列表下线
- 通知应用优雅结束当前连接
- 配置合理的超时时间，给予应用足够的优雅退出时间
其中具体时间参数，以及通知应用方法需要结合具体应用而定。本文抛砖引玉，以 tidb-server 为例，主要分析思路，和 Kubernetes 中可采用机制。
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