docker-compose下的java应用启动顺序两部曲之二:实战

上篇回顾

  • 本文是《docker-compose下的java应用启动顺序两部曲》的终篇,在上一篇《docker-compose下的java应用启动顺序两部曲之一:问题分析》中,我们以SpringCloud环境下的注册中心和业务服务为例,展示了docker-compose.yml中depends_on参数的不足:即只能控制容器创建顺序,但我们想要的是eureka服务就绪之后再启动业务服务,并且docker官方也认为depends_on参数是达不到这个要求的,如下图所示:

  • 针对上述问题,docker给出的解决办法是使用wait-for-it.sh脚本来解决问题,地址:https://docs.docker.com/compo... ,如下图:

什么是wait-for-it.sh

  • wait-for-it.sh脚本用来访问指定的地址和端口,如果收不到响应就等待一段时间再去重试,直到收到响应后,再去做前面指定好的命令,如上图红框所示./wait-for-it.sh db:5432 -- python app.py的意思是:等到db:5432这个远程访问能够响应的时候,就去执行python app.py命令
  • wait-for-it.sh文件的链接:
    https://raw.githubusercontent...

环境信息

本次实战的环境如下:

  1. 操作系统:CentOS Linux release 7.7.1908
  2. docker:1.13.1
  3. docker-compose:1.24.1
  4. spring cloud:Finchley.RELEASE
  5. maven:3.6.0
  6. jib:1.7.0

实战简介

上一篇的例子中,我们用到了eureka和service两个容器,eureka是注册中心,service是普通业务应用,service容器向eureka容器注册时,eureka还没有初始化完成,因此service注册失败,在稍后的自动重试时由于eureka进入ready状态,因而service注册成功。
今天我们来改造上一篇的例子,让service用上docker官方推荐的wait-for-it.sh脚本,等待eureka服务就绪再启动java进程,确保service可以一次性注册eureka成功;
为了达到上述目标,总共需要做以下几步:

  1. 简单介绍eureka和service容器的镜像是怎么制作的;
  2. 制作基础镜像,包含wait-for-it.sh脚本;
  3. 使用新的基础镜像构建service镜像;
  4. 改造docker-compose.yml;
  5. 启动容器,验证顺序控制是否成功;
  6. wait-for-it.sh方案的缺陷;

接下来进入实战环节;

源码下载

如果您不想编码,也可以在GitHub上获取文中所有源码和脚本,地址和链接信息如下表所示:

名称 链接 备注
项目主页 https://github.com/zq2599/blo... 该项目在GitHub上的主页
git仓库地址(https) https://github.com/zq2599/blo... 该项目源码的仓库地址,https协议
git仓库地址(ssh) [email protected]:zq2599/blog_demos.git 该项目源码的仓库地址,ssh协议

这个git项目中有多个文件夹,本章的应用在wait-for-it-demo文件夹下,如下图红框所示:

源码的结构如下图所示:

接下来开始编码了;

简单介绍eureka和service容器

上一篇和本篇,我们都在用eureka和service这两个容器做实验,现在就来看看他们是怎么做出来的:

  1. eureka是个maven工程,和SpringCloud环境中的eureka服务一样,唯一不同的是它的pom.xml中使用了jib插件,用来将工程构建成docker镜像:


    4.0.0

    com.bolingcavalry
    eureka
    0.0.1-SNAPSHOT
    jar

    eureka
    eureka

    
        com.bolingcavalry
        wait-for-it-demo
        0.0.1-SNAPSHOT
        ../pom.xml 
    

    
        UTF-8
        UTF-8
        1.8
        Finchley.RELEASE
    

    
        
            org.springframework.cloud
            spring-cloud-starter-netflix-eureka-server
        
    

    
        
            
                org.springframework.boot
                spring-boot-maven-plugin
            
            
            
                com.google.cloud.tools
                jib-maven-plugin
                1.7.0
                
                    
                    
                        
                        openjdk:8-jdk-stretch
                    
                    
                        
                        bolingcavalry/${project.artifactId}:${project.version}
                    
                    
                    
                        
                        
                            -Xms1g
                            -Xmx1g
                        
                        
                        
                            8080
                        
                        true
                    
                
                
                    
                        compile
                        
                            dockerBuild
                        
                    
                
            
        
    

上述pom.xml中多了个jib插件,这样在执行mvn compile的时候,插件就会用构建结果制作好docker镜像并放入本地仓库;

  1. service是个普通的SpringCloud应用,除了在pom.xml中也用到了jib插件来构建镜像,它的配置文件中,访问eureka的地址要写成eureka容器的名称:
spring:
  application:
    name: service

eureka:
  client:
    serviceUrl:
      defaultZone: http://eureka:8080/eureka/
  1. 关于如何将java应用制作成docker镜像,如果您想了解更多请参考以下两篇文章:

《Docker与Jib(maven插件版)实战》
《Jib使用小结(Maven插件版)》

制作基础镜像

从上面的pom.xml可见,我们将Java应用制作成docker镜像时,使用的基础镜像是openjdk:8-jdk-stretch,这样做出的应用镜像是不含wait-for-it.sh脚本的,自然就无法实现启动顺序控制了,因此我们要做一个带有wait-for-it.sh的基础镜像给业务镜像用:

  1. 把wait-for-it.sh文件准备好,下载地址:https://raw.githubusercontent...
  2. 在wait-for-it.sh文件所在目录新建Dockerfile文件,内容如下:
FROM openjdk:8-jdk-stretch

ADD wait-for-it.sh /wait-for-it.sh
RUN sh -c 'chmod 777 /wait-for-it.sh'

注意:我这里用的是openjdk:8-jdk-stretch,您可以根据自己的实际需要选择不同的openjdk版本,可以参考:《openjdk镜像的tag说明》

  1. 执行命令docker build -t bolingcavalry/jkd8-wait-for-it:0.0.2 .就能构建出名为bolingcavalry/jkd8-wait-for-it:0.0.2的镜像了,请您根据自己的情况设置镜像名称和tag,注意命令的末尾有个小数点,不要漏了;
  2. 如果您有hub.docker.com账号,建请使用docker push命令将新建的镜像推送到镜像仓库上去,或者推送到私有仓库,因为后面使用jib插件构建镜像是,jib插件要去仓库获取基础镜像的元数据信息,取不到会导致构建失败;

使用新的基础镜像构建service镜像

我们的目标是让service服务等待eureka服务就绪,所以应该改造service服务,让它用docker官方推荐的wait-for-it.sh方案来实现等待:

  • 修改service工程的pom.xml,有关jib插件的配置改为以下内容:

                com.google.cloud.tools
                jib-maven-plugin
                1.7.0
                
                    
                    
                        
                        bolingcavalry/jkd8-wait-for-it:0.0.2
                    
                    
                        
                        bolingcavalry/${project.artifactId}:${project.version}
                    
                    
                    
                        
                        INHERIT
                        
                        
                            8080
                        
                        true
                    
                
                
                    
                        compile
                        
                            dockerBuild
                        
                    
                
            

上述配置有几点需要注意:
a. 基础镜像改为刚刚构建好的bolingcavalry/jkd8-wait-for-it:0.0.2
b. 增加entrypoint节点,内容是INHERIT,按照官方的说法,entrypoint的值等于INHERIT表示jib插件不构建启动命令了,此时要使用者自己控制,可以在启动时输入,或者写在基础镜像中,这样我们在docker-compose.yml中用command参数来设置service容器的启动命令,就可以把wait-for-it.sh脚本用上了
c. 去掉jvmFlags节点,按照官方文档的说法,entrypoint节点的值等于INHERIT时,jvmFlags和mainClass参数会被忽略,如下图,地址是:https://github.com/GoogleCont...

至此,service工程改造完毕,接下来修改docker-compose.yml,让service容器能用上wait-for-it.sh
### 改造docker-compose.yml

  1. 完整的docker-compose.yml内容如下所示:

services:
eureka:

image: bolingcavalry/eureka:0.0.1-SNAPSHOT
container_name: eureka
restart: unless-stopped

service:

image: bolingcavalry/service:0.0.1-SNAPSHOT
container_name: service
restart: unless-stopped
command: sh -c './wait-for-it.sh eureka:8080 -t 0  -- java -Xms1g -Xmx1g -cp /app/resources:/app/classes:/app/libs/* com.bolingcavalry.waitforitdemo.ServiceApplication'
depends_on:
- eureka
2. 注意command参数的内容,如下,service容器创建后,会一直等待eureka:8080的响应,直到该地址有响应后,才会执行命令java -Xms1g -Xmx1g -cp /app/resources:/app/classes:/app/libs/* com.bolingcavalry.waitforitdemo.ServiceApplication

sh -c './wait-for-it.sh eureka:8080 -t 0 -- java -Xms1g -Xmx1g -cp /app/resources:/app/classes:/app/libs/* com.bolingcavalry.waitforitdemo.ServiceApplication'

3. 对于命令java -Xms1g -Xmx1g -cp /app/resources:/app/classes:/app/libs/* com.bolingcavalry.waitforitdemo.ServiceApplication,您可能觉得太长了不好写,这里有个小窍门,就是在不使用entrypoint节点的时候,用jib插件制作的镜像本身是带有启动命令的,容器运行的时候,您可以通过docker ps --no-trunc命令看到该容器的完整启动命令,复制过来直接用就行了;

所有的改造工作都完成了,可以开始验证了;
### 启动容器,验证顺序控制是否成功

1. 在docker-compose.yml文件所在目录执行命令docker-compose up,会创建两个容器,并且日志信息会直接打印在控制台,我们来分析这些日志信息,验证顺序控制是否成功;
2. 如下图,可见service容器中并没有启动java进程,而是在等待eureka:8080的响应:
![在这里插入图片描述](https://image-static.segmentfault.com/125/374/1253743127-5dbe91a99d1c9_articlex)
3. 继续看日志,可见eureka服务就绪的时候,service容器的wait-for-it.sh脚本收到了响应,于是立即启动service应用的进程:
![在这里插入图片描述](https://image-static.segmentfault.com/815/418/815418065-5dbe91b1cbb37_articlex)
4.  继续看日志,如下图,service在eureka上注册成功:
![在这里插入图片描述](https://image-static.segmentfault.com/122/130/12213046-5dbe91ba6f992_articlex)
综上所述,使用docker官方推荐的wait-for-it.sh来控制java应用的启动顺序是可行的,可以按照业务自身的需求来量身定做合适的启动顺序;
### wait-for-it.sh方案的缺陷

使用docker官方推荐的wait-for-it.sh来控制容器启动顺序,虽然已满足了我们的需求,但依旧留不是完美方案,留下的缺陷还是请您先知晓吧,也许这个缺陷会对您的系统产生严重的负面影响:
1. 再开启一个SSH连接,登录到实战的linux电脑上,执行命令docker exec eureka ps -ef,将eureka容器内的进程打印出来,如下所示,java进程的PID等于1

[root@maven ~]# docker exec eureka ps -ef
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
root 1 0 2 07:04 ? 00:00:48 java -Xms1g -Xmx1g -cp /app/resources:/app/classes:/app/libs/* com.bolingcavalry.waitforitdemo.EurekaApplication
root 56 0 0 07:25 ? 00:00:00 /bin/bash
root 63 0 0 07:31 ? 00:00:00 ps -ef

2. 再来看看service的进程情况,执行命令docker exec service ps -ef,将service容器内的进程打印出来,如下所示,PID等于1的进程不是java,而是启动时的shell命令

[root@maven ~]# docker exec service ps -ef
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
root 1 0 0 07:04 ? 00:00:00 sh -c ./wait-for-it.sh eureka:8080 -t 0 -- java -Xms1g -Xmx1g -cp /app/resources:/app/classes:/app/libs/* com.bolingcavalry.waitforitdemo.ServiceApplication
root 7 1 1 07:04 ? 00:00:32 java -Xms1g -Xmx1g -cp /app/resources:/app/classes:/app/libs/* com.bolingcavalry.waitforitdemo.ServiceApplication
root 107 0 0 07:33 ? 00:00:00 ps -ef

3. 通常情况下,在执行命令docker stop xxx停止容器时,只有PID=1的进程才会收到"SIGTERM"信号量,所以在使用docker stop停止容器时,eureka容器中的java进程收到了"SIGTERM"可以立即停止,但是service容器中的java进程收不到"SIGTERM",因此只能等到默认的10秒超时时间到达的时候,被"SIGKILL"信号量杀死,不但等待时间长,而且优雅停机的功能也用不上了;
4. 您可以分别输入docker stop eurekadocker stop service来感受一下,前者立即完成,后者要等待10秒。
5. 我的shell技能过于平庸,目前还找不到好的解决办法让service容器中的java进程取得1号进程ID,个人觉得自定义entrypoint.sh脚本来调用wait-for-it.sh并且处理"SIGTERM"说不定可行,如果您有好的办法请留言告知,在此感激不尽;
6. 目前看来,控制容器启动顺序最好的解决方案并非wait-for-it.sh,而是业务自己实现容错,例如service注册eureka失败后会自动重试,但是这对业务的要求就略高了,尤其是在复杂的分布式环境中更加难以实现;
7. docker官方推荐使用wait-for-it.sh脚本的文章地址是:https://docs.docker.com/compose/startup-order/ ,文章末尾显示了顶和踩的数量,如下图,顶的数量是145,踩的数量达到了563,一份官方文档居然这么不受待见,也算是开了眼界,不知道和我前面提到的1号PID问题有没有关系:
![在这里插入图片描述](https://image-static.segmentfault.com/404/481/404481406-5dbe91bc601e1_articlex)
至此,java应用的容器顺序控制实战就完成了,希望您在对自己的应用做容器化的时候,此文能给您提供一些参考。

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