科多大數(shù)據(jù)帶你看看，大數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)技術(shù)學(xué)習(xí)之Python程序中不同的重啟機(jī)制
分析典型案例：
Celery 分布式異步任務(wù)框架
Gunicorn Web容器
之所以挑這兩個(gè)携栋，不僅僅是應(yīng)用廣泛柳刮，而且兩個(gè)的進(jìn)程模型比較類似挖垛，都是Master、Worker的形式秉颗，在熱重啟上思路和做法又基本不同痢毒，比較有參考意義
知識(shí)點(diǎn)：
atexit
os.execv
模塊共享變量
信號(hào)處理
sleep原理:select
文件描述符共享
這幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)不難，區(qū)別只在于Celery和Gunicorn的應(yīng)用方式站宗。如果腦海中有這樣的知識(shí)點(diǎn)闸准，這篇文章也就是開(kāi)闊下視野而已。梢灭。夷家。
Celery和Gunicorn都會(huì)在接收到HUP信號(hào)時(shí)，進(jìn)行熱重啟操作
Celery的重啟：關(guān)舊Worker敏释，然后execv重新啟動(dòng)整個(gè)進(jìn)程
Gunicorn的重啟：建立新Worker库快，再關(guān)舊Worker，Master不動(dòng)
下面具體的看下它們的操作和核心代碼闽铐。
對(duì)于Celery：
def _reload_current_worker():
platforms.close_open_fds([
sys.__stdin__, sys.__stdout__, sys.__stderr__,
])
os.execv(sys.executable, [sys.executable] + sys.argv)
def install_worker_restart_handler(worker, sig='SIGHUP'):
def restart_worker_sig_handler(*args):
"""Signal handler restarting the current python program."""
import atexit
atexit.register(_reload_current_worker)
from celery.worker import state
state.should_stop = EX_OK
platforms.signals[sig] = restart_worker_sig_handler
HUP上掛的restart_worker_sig_handler 就做了兩件事：
注冊(cè)atexit函數(shù)
設(shè)置全局變量
考慮到這個(gè)執(zhí)行順序沐悦，應(yīng)該就能明白Celery 是Master和Worker都退出了，嶄新呈現(xiàn)。继薛。
看過(guò)APUE的小伙伴蓝谨，應(yīng)該比較熟悉 atexit 了督笆，這里也不多說(shuō)。os.execv還挺有意思，根據(jù)Python文檔，這個(gè)函數(shù)會(huì)執(zhí)行一個(gè)新的函數(shù)用于替換掉 當(dāng)前進(jìn)程 ，在Unix里，新的進(jìn)程直接把可執(zhí)行程序讀進(jìn)進(jìn)程，保留同樣的PID舅柜。
在Python os標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中梭纹，這是一整套基本一毛一樣的函數(shù)，也許應(yīng)該叫做函數(shù)族了：
os. execl ( path , arg0 , arg1 , … )
os. execle ( path , arg0 , arg1 , … , env )
os. execlp ( file , arg0 , arg1 , … )
os. execlpe ( file , arg0 , arg1 , … , env )
os. execv ( path , args )
os. execve ( path , args , env )
os. execvp ( file , args )
os. execvpe ( file , args , env )
以exec開(kāi)頭致份，后綴中的l和v兩種变抽，代表命令行參數(shù)是否是變長(zhǎng)的(前者不可變),p代表是否使用PATH定位程序文件，e自然就是在新進(jìn)程中是否使用ENV環(huán)境變量了
然后給worker的state.should_stop變量設(shè)置成False氮块。绍载。。 模塊共享變量 這個(gè)是PythonFAQ里提到的一種方便的跨模塊消息傳遞的方式滔蝉，運(yùn)用了Python module的單例击儡。我們都知道Python只有一個(gè)進(jìn)程，所以單例的變量到處共享
而should_stop這個(gè)變量也是簡(jiǎn)單粗暴蝠引，worker在執(zhí)行任務(wù)的循環(huán)中判斷這個(gè)變量阳谍，即執(zhí)行異步任務(wù)->查看變量->獲得異步任務(wù)->繼續(xù)執(zhí)行 的循環(huán)中，如果True就拋出一個(gè)【應(yīng)該關(guān)閉】異常螃概，worker由此退出矫夯。
這里面有一個(gè)不大不小的坑是：信號(hào)的發(fā)送對(duì)于外部的工具，例如kill吊洼，是非阻塞的训貌，所以當(dāng)HUP信號(hào)被發(fā)出后，worker可能并沒(méi)有完成重啟(等待正在執(zhí)行的舊任務(wù)完成 才退出和新建)冒窍，因此如果整個(gè)系統(tǒng)中只使用HUP信號(hào)挨個(gè)灰度各個(gè)機(jī)器递沪，那么很有可能出現(xiàn)全部worker離線的情況
接下來(lái)我們看看Gunicorn的重啟機(jī)制：
信號(hào)實(shí)質(zhì)上掛在在Arbiter上，Arbiter相當(dāng)于master超燃，守護(hù)和管理worker的区拳，管理各種信號(hào)，事實(shí)上它init的時(shí)候就給自己起好Master的名字了意乓，打印的時(shí)候會(huì)打出來(lái)：
class Arbiter(object):
def __init__(self, app):
#一部分略
self.master_name = "Master"
def handle_hup(self):
"""\
HUP handling.
- Reload configuration
- Start the new worker processes with a new configuration
- Gracefully shutdown the old worker processes
"""
self.log.info("Hang up: %s", self.master_name)
self.reload()
這里的函數(shù)文檔里寫了處理HUP信號(hào)的過(guò)程了樱调，簡(jiǎn)單的三行：
讀取配置
開(kāi)啟新worker
優(yōu)雅關(guān)閉舊Worker
reload函數(shù)的實(shí)現(xiàn)本身沒(méi)什么復(fù)雜的约素，因?yàn)镚unicorn 是個(gè)Web容器，所以master里面是沒(méi)有業(yè)務(wù)邏輯的笆凌，worker都是master fork出來(lái)的圣猎，fork是可以帶著文件描述符(自然也包括socket)過(guò)去的。這也是Gunicorn可以隨意增減worker的根源
master只負(fù)責(zé)兩件事情：
拿著被Fork的worker的PID乞而，以供關(guān)閉和處理
1秒醒來(lái)一次送悔，看看有沒(méi)有worker超時(shí)了需要被干掉
while True:
sig = self.SIG_QUEUE.pop(0) if len(self.SIG_QUEUE) else None
if sig is None:
self.sleep()
self.murder_workers()
self.manage_workers()
continue
else:
#處理信號(hào)
在sleep函數(shù)中，使用了select.select+timeout實(shí)現(xiàn)爪模，和time.sleep的原理是一樣的欠啤，但不同之處在于select監(jiān)聽(tīng)了自己創(chuàng)建的一個(gè)PIPE，以供wakeup立即喚醒
總結(jié)
以上就介紹了Celery和Gunicorn的重啟機(jī)制差異屋灌。
從這兩者的設(shè)計(jì)來(lái)看洁段，可以理解他們這樣實(shí)現(xiàn)的差異。
Celery是個(gè)分布式共郭、異步的任務(wù)隊(duì)列祠丝，任務(wù)信息以及排隊(duì)信息實(shí)質(zhì)上是持久化在外部的MQ中的，例如RabbitMQ和redis除嘹，其中的持久化方式写半，這應(yīng)該另外寫一篇《高級(jí)消息隊(duì)列協(xié)議AMQP介紹》，就不在這里說(shuō)了尉咕，對(duì)于Celery的Master和Worker來(lái)說(shuō)叠蝇，可以說(shuō)是完全沒(méi)有狀態(tài)的。由Celery的部署方式也可以知道年缎，近似于一個(gè)服務(wù)發(fā)現(xiàn)的框架蟆肆，下線的Worker不會(huì)對(duì)整個(gè)分布式系統(tǒng)帶來(lái)任何影響。唯一的例外可能是Beat組件晦款，作為Celery定時(shí)任務(wù)的節(jié)拍器，要做少許改造以適配分布式的架構(gòu)枚冗，并且實(shí)現(xiàn)Send Once功能缓溅。
Gunicorn作為Python的Web容器之一，會(huì)接收用戶的請(qǐng)求赁温，雖然我們通常都會(huì)使用nginx放在Gunicorn前方做反向代理坛怪，通常也可以使用nginx來(lái)做upstream offline、online的熱重啟股囊，但那就不是一個(gè)層次的事情了
這里回頭來(lái)再吐槽Golang
項(xiàng)目中使用到了Golang的一個(gè)Web框架袜匿，Golang在1.8中也已經(jīng)支持Http.Server的熱關(guān)閉了，但是一是因?yàn)閯偝霾痪?竟然現(xiàn)在才出)稚疹，二是因?yàn)镚olang的進(jìn)程模型和Python大相近庭居灯，go協(xié)程嘛，目前還沒(méi)有看到那個(gè)Web框架中真正實(shí)現(xiàn)Gunicorn類似的熱重啟。
Golang 在fcgi的操作應(yīng)該就類似Python之于wsgi了怪嫌。义锥。我感覺(jué)我是選擇錯(cuò)了一個(gè)web框架
也沒(méi)看見(jiàn)有人用syscall.Exec來(lái)用一下execve系統(tǒng)調(diào)用，Golang也沒(méi)看見(jiàn)有人用socket REUSE岩灭。拌倍。作為一個(gè)懶惰的人感覺(jué)很蛋疼。噪径。柱恤。
先讓nginx大法做這件事情好了。
