平滑重启是应用持续发布上线不断服务的重要保障，其原理和网络模型是有紧密联系的，这里讨论在epoll网络模型下面是如何实现平滑重启的（实现方式不唯一）。
后台服务首先会绑定某个特定端口（bind）比如web服务就是绑定80或443端口，然后进行监听（listen）。进程在监听端口时就是等待请求，请求来了就处理。但是为了更高效的处理请或在同时处理更多的请求，这时就需要epoll这种网络模型。由epoll进行统一管理，进程通过注册事件的方式来监听请求，当有请求来时epoll会通知进程去处理请求。
实现上面的功能是通过下面三个函数：epoll_create() ,epoll_ctl和epoll_wait，通过这三个函数把特定进程注册到等待队列中，在有请求事件来时就会通知队列中的进程，然后进程被唤醒去处理请求（在没有事件来时 是会阻塞在epoll_wait这个方法，等待分配）。这里有个关键的点：就是进程是主动去通知说想接受请求的，然后被自身生成的描述符加入后备队列中，所以我们只要通知系统把描述符移除掉就不会再接收新的请求，这样只要处理完已经接收的请求就可以重启了。所以平滑重启的核心就在此。为了更好的理解，下面以c语言为例用代码实践下（代码分为服务端和客户端，直接拷贝就可以允许）（代码中的注释同时还解释了epoll事件模型，惊群问题等，值得细看，如果有问题 可以后面评论）：
服务端代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/epoll.h>
#include<time.h>
//次是为了验证 获取连接后 然后吧监听去掉，然后在返回处理结果 是否ok 主要是用于平滑重启
char* getDateTime();
#define MAX_FD_NUM 3
void setnonblock(int fd) {
int flag = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
if (flag == -1) {
printf("get fcntl flag %s\n", strerror(errno));
return;
}
int ret = fcntl(fd, F_SETFL, flag | O_NONBLOCK);
if (ret == -1) {
printf("set fcntl non-blocking %s\n", strerror(errno));
return;
}
}
//服务端进行端口的绑定和监听操作，并返回描述符
int socket_create(int port) {
int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (fd == -1) {
printf("socket create %s\n", strerror(errno));
return -1;
}
setnonblock(fd);
struct sockaddr_in addr;
memset(&addr, 0, sizeof(addr));
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(port);
addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
if (bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) == -1) {
printf("socket bind %s\n", strerror(errno));
return -1;
}
if (listen(fd, 20) == -1) {
printf("socket listen %s\n", strerror(errno));
return -1;
}
return fd;
}
//使用epoll模型进行事件的添加和 移除已经获取等操作
void socket_accept(int fd) {
//串讲描述符 用于标识--会加入后备队列
int epfd = epoll_create(MAX_FD_NUM);
if (epfd == -1) {
printf("epoll create %s\n", strerror(errno));
return;
}
struct epoll_event event, events[MAX_FD_NUM];
memset(&event, 0, sizeof(event));
event.data.fd = fd;
event.events = EPOLLIN | EPOLLERR | EPOLLHUP;
//增加事件，当有对当前端口请求时会当做事件。
if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event) == -1) {
printf("epoll ctl %s\n", strerror(errno));
return;
}
printf("epoll_ctl is ok");
char* nowtime = getDateTime();
printf("%s\n", nowtime);
int client_fd;
while (1) {
printf("epoll_wait is ok");
nowtime = getDateTime();
printf("%s\n", nowtime);
//会停留在此 进行时间的等待，等待事件触发，然后进行处理请求
//-1表示是一直等待。
int num = epoll_wait(epfd, events, MAX_FD_NUM, -1);
printf("epoll_wait is ok%d",num);
nowtime = getDateTime();
printf("%s\n", nowtime);
if (num == -1) {
printf("epoll wait %s\n", strerror(errno));
break;
} else {
int i = 0;
for (; i<num; ++i) {
//返回的是所有就绪的，也就是请求的事件，由于epfd可以加入到多个fd中，
//还有一点是 会有多个epfd加入同一个fd中，也会全部返回，这也是epoll惊群问题的由来
//所以返回的事件是所有的，所以需要进行fd的区分， 由于一次会有多个需要循环处理，
//处理完这些就可以结束了
if (events[i].data.fd == fd) {
printf("epoll_wait is okk");
nowtime = getDateTime();
printf("%s\n", nowtime);
struct sockaddr_in client_addr;
memset(&client_addr, 0, sizeof(client_addr));
int len = sizeof(client_addr);
//这里是接收请求，使用本地ip和端口和远端ip和端口四要素生成一条socket稳定连接
client_fd = accept(fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &len);
if (client_fd == -1) {
printf("socket accept %s\n", strerror(errno));
return;
}
setnonblock(client_fd);
event.data.fd = client_fd;
event.events = EPOLLIN | EPOLLERR | EPOLLHUP;
//这里是正式的连接了，监听正式连接的请求，这种连接需要完全处理结束才能退出的。
if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, client_fd, &event) == -1) {
printf("epoll ctl %s\n", strerror(errno));
return;
}
//在这里 把相应监听事件去掉
//这里是关键，这里把epfd移除了，不在监听事件了。只等处理完已有的就可以结束。 if(epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,fd,&event) == -1){
printf("epoll ctl del event is failed");
}else{
printf("epoll ctl del event is ok\n");
}
continue;
} else if (events[i].events & EPOLLERR || events[i].events & EPOLLHUP) {
printf("epoll_wait is okkk");
nowtime = getDateTime();
printf("%s\n", nowtime);
printf("epoll err\n");
close(events[i].data.fd);
continue;
} else {
char buf[64];
memset(buf, 0, sizeof(buf));
recv(events[i].data.fd, buf, sizeof(buf), 0);
printf("%s", buf);
printf("send is ok");
nowtime = getDateTime();
printf("%s\n", nowtime);
close(events[i].data.fd);
continue;
}
}
}
}
}
void server(port) {
int fd = socket_create(port);
if (fd == -1) {
printf("socket create fd failed\n");
return;
}
socket_accept(fd);
}
int main(int argc, char *argv[]) {
int port = atoi(argv[1]);
server(port);
return 0;
}
char* getDateTime()
{
static char nowtime[20];
time_t rawtime;
struct tm* ltime;
time(&rawtime);
ltime = localtime(&rawtime);
strftime(nowtime, 20, "%Y-%m-%d %H:%M:%S", ltime);
return nowtime;
}
客户端代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int socket_connect(const char *ip, int port) {
int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (fd == -1) {
printf("socket create %s\n", strerror(errno));
return -1;
}
struct sockaddr_in addr;
memset(&addr, 0, sizeof(addr));
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(port);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
//与服务端创建连接
if (connect(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) == -1) {
printf("socket connect %s\n", strerror(errno));
return -1;
}
return fd;
}
void socket_send(int fd) {
char buf[64];
memset(buf, 0, sizeof(buf));
read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf));
//给已创建的连接发送数据
send(fd, buf, strlen(buf), 0);
printf("%%%%%%%%%%%%%%\n");
close(fd);
}
void client(const char *ip, int port) {
int fd = socket_connect(ip, port);
if (fd == -1) {
printf("client socket create failed\n");
return;
}
socket_send(fd);
}
int main(int argc, char *argv[]) {
if (argc < 3) {
printf("give the error parameters\n");
return 0;
}
const char *ip = argv[1];
int port = atoi(argv[2]);
client(ip, port);
return 0;
}
运行代码：
gcc server.c -o sv
./sv 8080 //在本机的8080端口进行监听，下图就是在接收client请求时的打印日志
gcc client.c -o ct
./ct 127.0.0.1 8080 //向127.0.0.1的8080端口发起请求。