SOFABoot的Readiness健康檢查機制是怎樣的

今天就跟大家聊聊有關(guān)SOFABoot的Readiness健康檢查機制是怎樣的，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，希望大家根據(jù)這篇文章可以有所收獲。

前言

SOFABoot是螞蟻金服的開源框架，在原有Spring Boot的基礎(chǔ)上增強了不少能力，例如Readiness Check，類隔離，日志空間隔離等能力。除此之外，SOFABoot還可以方便的整合SOFA技術(shù)棧所包含的各類中間件。如果想要對SOFABoot有體感，可以參考這里快速構(gòu)建一個SOFABoot的應(yīng)用。

本文來聊聊SOFABoot新增的Readiness健康檢查機制。主要內(nèi)容有以下幾點：

• liveness 和 readiness 的含義和區(qū)別

• SOFABoot項目如何使用readiness的能力

• SOFABoot是如何實現(xiàn)readiness的

一 Liveness 和Readiness

服務(wù)的健康檢查，是微服務(wù)的基礎(chǔ)能力，在微服務(wù)的運行時期定時地檢查服務(wù)健康狀態(tài)，為熔斷降級等提供決策依據(jù)。那么說到健康檢查，這里提出兩個概念：liveness和readiness。這兩個概念什么意思呢？有何區(qū)別呢？我們先看看在容器編排領(lǐng)域，k8s官網(wǎng)是在什么場景下提到這兩個詞的。

The kubelet uses liveness probes to know when to restart a Container. For example, liveness probes could catch a deadlock, where an application is running, but unable to make progress. Restarting a Container in such a state can help to make the application more available despite bugs.<br />

The kubelet uses readiness probes to know when a Container is ready to start accepting traffic. A Pod is considered ready when all of its Containers are ready. One use of this signal is to control which Pods are used as backends for Services. When a Pod is not ready, it is removed from Service load balancers.

kubelet用liveness探針來檢測應(yīng)用在運行的過程中何時該重啟一個容器。例如，liveness探針檢測到一個應(yīng)用在運行中陷入死鎖狀態(tài)，毫無進展，那么這個時候會重啟容器暫時避免這種無解的運行狀態(tài)，保持應(yīng)用的正常運行。

kuelet用readiness探針來檢測何時一個容器可以接受業(yè)務(wù)流量。當(dāng)一個Pod中的所有容器都準(zhǔn)備就緒了，這個Pod才被認為是準(zhǔn)備就緒的，這個時候才會將容器放入到Service的負載均衡池中，對外提供服務(wù)。

所以，liveness的職責(zé)是在服務(wù)運行期，已經(jīng)在跑業(yè)務(wù)時，定時檢查服務(wù)是否正常；而readiness的職責(zé)則是在應(yīng)用服務(wù)運行之前，判斷該服務(wù)是否準(zhǔn)備就緒，如果服務(wù)就緒了，負載均衡就可以將業(yè)務(wù)流量引入到該服務(wù)了。服務(wù)就緒往往有很多需要判斷的，例如：各項配置是否加載完畢。如果這些提供服務(wù)前的準(zhǔn)備工作未就緒，這個時候把流量放進來，就會有大量報錯。

二 SOFABoot項目中使用Readiness Check

Readiness Check 在 SOFABoot中是個可選能力，通過starter的方式提供，如果需要使用，引入下方依賴即可：

<dependency>
  <groupId>com.alipay.sofa</groupId>
  <artifactId>healthcheck-sofa-boot-starter</artifactId>
</dependency>

該starter包含了SpringBoot的健康檢查spring-boot-starter-actuator。

在應(yīng)用啟動時，即可啟動Readiness檢查。

三 SOFABoot如何實現(xiàn)Readiness Check

我們到healthcheck-sofa-boot-starter對應(yīng)的spring.factories文件看看有哪些自定義bean，其配置如下：

org.springframework.context.ApplicationContextInitializer=\
com.alipay.sofa.healthcheck.initializer.SofaBootHealthCheckInitializer

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
com.alipay.sofa.healthcheck.configuration.SofaBootHealthCheckAutoConfiguration

配置了兩個SOFABoot的實現(xiàn)類，一個是用應(yīng)用初始化組件，一個是SOFABoot健康檢查需要的配置類。

1 應(yīng)用初始化

SofaBootHealthCheckInitializer

這個是SOFABoot對于ApplicationContextInitializer的實現(xiàn)，這個接口的主要職責(zé)是：在springcontext 刷新（refresh）之前，調(diào)用該接口的initialize做前置的初始化操作，我們看看SOFABoot初始化做了什么事情：

public class SofaBootHealthCheckInitializer implements ApplicationContextInitializer<ConfigurableApplicationContext> {
    @Override
    public void initialize(ConfigurableApplicationContext applicationContext) {
        Environment environment = applicationContext.getEnvironment();
        if (SOFABootEnvUtils.isSpringCloudBootstrapEnvironment(environment)) {
            return;
        }
        LOGGER.info("SOFABoot HealthCheck Starting!");
    }
}

初始化的時候，判斷了當(dāng)前是否為SpringCloud的引導(dǎo)上下文，如果是的話，則返回，不打印日志，如果不是的話，則打印日志。

這是什么邏輯？ 首先，初始化邏輯里只做了一件事情：打印日志，并且是在非SpringCloud環(huán)境下才打印日志？其實這是一個兼容邏輯。在SpringCloud環(huán)境下，自定義的initializer會被調(diào)用兩次initialize方法（參考 # issue1151 & # issue 232），SpringCloud會加載一個引導(dǎo)上下文（bootstrap context）進來，我們自己的應(yīng)用程序會加載應(yīng)用上下文（application context）進來，這兩個同時存在，intialzie會調(diào)用兩次。

isSpringCloudBootstrapEnvironment方法就是為了區(qū)分是否為SpringCloud加載進來的引導(dǎo)上下文，從而屏蔽掉這次initialize執(zhí)行，確保日志只會在應(yīng)用上下文時輸出，該方法主要是通過是否存在SpringCloud中的特定類來識別是否引入SpringCloud，這里就不贅述了，讀者可自行查看。

2 SOFABoot實現(xiàn)Readiness的核心邏輯

2.1 核心Bean介紹

SofaBootHealthCheckAutoConfiguration

要搞清楚實現(xiàn)Readiness的核心實現(xiàn)，我們先看下SOFABoot到底裝配了哪些bean，下面列了一些核心的bean。

@Configuration
public class SofaBootHealthCheckAutoConfiguration {
	
    @Bean
    public ReadinessCheckListener readinessCheckListener() {
        return new ReadinessCheckListener();
    }
    
    @Bean
    public HealthCheckerProcessor healthCheckerProcessor() {
        return new HealthCheckerProcessor();
    }

    @Bean
    public HealthIndicatorProcessor healthIndicatorProcessor() {
        return new HealthIndicatorProcessor();
    }

    @Bean
    public AfterReadinessCheckCallbackProcessor afterReadinessCheckCallbackProcessor() {
        return new AfterReadinessCheckCallbackProcessor();
    }
}

上面一共羅列了4個bean，一個是應(yīng)用監(jiān)聽器ReadinessCheckListener，這個是入口邏輯，下文核心邏輯講解將從這個類開始。

一個是Readiness檢查完畢的后置處理器AfterReadinessCheckCallbackProcessor，這個職責(zé)也比較容易理解，當(dāng)Readiness完成之后，就會執(zhí)行去處理邏輯。

另外兩個處理器則是健康檢查的處理器，HealthCheckerProcessor是針對SOFABoot提供的HealthChecker類型的bean進行處理，HealthIndicatorProcesso是針對SpringBoot提供的HealthIndicator類型的bean進行處理。

2.2 核心邏輯解析

ReadinessCheckListener

這個監(jiān)聽器實現(xiàn)了ApplicationListener，并監(jiān)聽ContextRefreshedEvent事件，當(dāng)應(yīng)用上下文刷新完成后，觸發(fā)監(jiān)聽器收到該事件，執(zhí)行下面的邏輯。

// ReadinessCheckListener 接收到刷新事件后的執(zhí)行邏輯
public void onApplicationEvent(ContextRefreshedEvent event) {
    if (applicationContext.equals(event.getApplicationContext())) {
        healthCheckerProcessor.init();
        healthIndicatorProcessor.init();
        afterReadinessCheckCallbackProcessor.init();
        readinessHealthCheck();
        readinessCheckFinish = true;
    }
}

接收到上下文的刷新事件后，主要做了四件事情，前面三件是為最后一件事情做準(zhǔn)備的：

• 健康檢查處理器初始化，將上下文中所有HealthChecker類型的bean都放在map中，等待Readiness檢查。

• 健康指標(biāo)處理器初始化，將上下文中所有ReactiveHealthIndicator類型的bean都放在map中，等待Readiness檢查。

• Readiness檢查后置處理器初始化，將上下文中所有的ReadinessCheckCallback類型的bean都放在map中，等待Readiness檢查完畢后調(diào)用。

• Readiness健康檢查，前面三步已經(jīng)準(zhǔn)備好了HealthChecker、ReactiveHealthIndicator和ReadinessCheckCallback的所有bean，這一步是真正開始Readiness健康檢查。Readiness檢查核心邏輯如下：

public void readinessHealthCheck() {
    if (skipAllCheck()) {
        logger.warn("Skip all readiness health check.");
    } else {
        if (skipComponent()) {
            logger.warn("Skip HealthChecker health check.");
        } else {
            healthCheckerStatus = healthCheckerProcessor
                .readinessHealthCheck(healthCheckerDetails);
        }
        if (skipIndicator()) {
            logger.warn("Skip HealthIndicator health check.");
        } else {
            healthIndicatorStatus = healthIndicatorProcessor
                .readinessHealthCheck(healthIndicatorDetails);
        }
    }
    healthCallbackStatus = afterReadinessCheckCallbackProcessor
        .afterReadinessCheckCallback(healthCallbackDetails);
    if (healthCheckerStatus && healthIndicatorStatus && healthCallbackStatus) {
        logger.info("Readiness check result: success");
    } else {
        logger.error("Readiness check result: fail");
    }
}

從上面的邏輯，我們可以看到HealthChecker和HealthIndicator的處理都是可以基于配置跳過的，不是必須執(zhí)行的。當(dāng)HealthChecker、HealthIndicator、ReadinessCheckCallback對應(yīng)的處理器都執(zhí)行成功之后，打印相應(yīng)的結(jié)果信息。

• healthCheckerProcessor的readinessHealthCheck主要是去收集每一個HealthChecker的檢查結(jié)果，當(dāng)所有HealthChecker的檢查結(jié)果都為true時，返回true。這個過程持續(xù)時間比較長，如果一個HealtchChecker返回的結(jié)果是false，processor會定時重試再去獲取其結(jié)果，直到其返回true或者重試到最大次數(shù)。

• healthIndicatorProcessor的readinessHealthCheck邏輯和healthCheckerProcessor的類似，去收集每一個HealthIndicator的指標(biāo)的具體信息，但持續(xù)過程比較短，無需重試，執(zhí)行完成則返回true。

• afterReadinessCheckCallbackProcessor在Readiness檢查完畢之后，逐一去調(diào)用所有ReadinessCheckCallback類型的bean，執(zhí)行readiness的后置處理。

核心邏輯，其實就是三個不同類型Bean的處理器，去遍歷執(zhí)行各自的bean集合，收集執(zhí)行結(jié)果。

• HealthChecker類型：這個是SOFABoot提供的，其處理器是SOFABoot提供的，處理器去遍歷執(zhí)行時需要重試獲取檢查結(jié)果。

• ReactiveHealthIndicator類型：這個是SpringBoot本身提供的，其處理器是SOFABoot提供的，用于處理SpringBoot本身的健康檢查，處理器遍歷執(zhí)行時無需重試獲取檢查結(jié)果。

• ReadinessCheckCallback類型：這個是SOFABoot提供的，其處理器是SOFABoot提供的，Readiness檢查后的后置處理bean。

可以看出，SOFABoot提供的HealthChecker和SpringBoot提供的HealthIndicator職責(zé)有點類似，但是存在差異性，HealthChecker中是適合于Readiness的，其實現(xiàn)類指明重試次數(shù)retryCount和重試間隔retryTimeInterval，在應(yīng)用剛啟動時候，做Readiness檢查不一定能一次性成功，那么就需要這種最大重試機制，所以HealthChecker的處理器在readinessHealthCheck過程中持續(xù)的時間會更長。

public interface HealthChecker {
	// some method..
    default int getRetryCount() {
        return 0;
    }
    default long getRetryTimeInterval(){
        return 0;
    }
	// some method..
}

而SpringBoot本身提供的是Liveness機制，所以HealthIndicator在運行期間，本身就是一直定時去獲取的，沒有最大重試次數(shù)，只要一直在運行，就要定時去檢查。

public interface HealthIndicator {
	// Return an indication of health.
	Health health();
}

當(dāng)然，SOFABoot在重試完成了HealthCheck的健康檢查之后，再完成了一遍HealthIndicator的健康檢查，且執(zhí)行了一遍后置邏輯，都成功之后，檢查結(jié)果才是健康的，才可以正式對外提供服務(wù)。

顯然，要擴展自己的檢查指標(biāo)也是很容易的，如果是要Readiness Check的，則實現(xiàn)一個HealthCheck類，如果是需要Liveness Check的，則實現(xiàn)一個HealthIndicator即可。

四 結(jié)語

本文開篇介紹了SOFABoot和SpringBoot的關(guān)系，在SpringBoot的健康檢查中，提供了Liveness Check能力，SOFABoot在此之上新增了Readiness Check能力。通過starter的配置一步一步找到其入口邏輯，并對應(yīng)用監(jiān)聽器、HealthCheck、HealthIndicator和ReadinessCheckCallback對應(yīng)的三個處理的邏輯進行了核心解讀，并說明了HealthCheck和HealthIndicator的區(qū)別。

看完上述內(nèi)容，你們對SOFABoot的Readiness健康檢查機制是怎樣的有進一步的了解嗎？如果還想了解更多知識或者相關(guān)內(nèi)容，請關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝大家的支持。