docker-compose下的java应用启动顺序两部曲之二：实战

时间：2022-11-08 14:01:02

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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： docker-compose下的java应用启动顺序两部曲之二：实战
  • 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/compose/startup-order/ ，如下图： docker-compose下的java应用启动顺序两部曲之二：实战

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.com/zq2599/blog_demos/master/wait-for-it-demo/docker/wait-for-it.sh

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/blog_demos 该项目在GitHub上的主页
git仓库地址(https) https://github.com/zq2599/blog_demos.git 该项目源码的仓库地址，https协议
git仓库地址(ssh) git@github.com: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： docker-compose下的java应用启动顺序两部曲之二：实战
  • 源码的结构如下图所示： docker-compose下的java应用启动顺序两部曲之二：实战
  • 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：
  • 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：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
	xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
	<modelVersion>4.0.0</modelVersion>

	<groupId>com.bolingcavalry</groupId>
	<artifactId>eureka</artifactId>
	<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
	<packaging>jar</packaging>

	<name>eureka</name>
	<description>eureka</description>

	<parent>
		<groupId>com.bolingcavalry</groupId>
		<artifactId>wait-for-it-demo</artifactId>
		<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
		<relativePath>../pom.xml</relativePath> <!-- lookup parent from repository -->
	</parent>

	<properties>
		<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
		<project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
		<java.version>1.8</java.version>
		<spring-cloud.version>Finchley.RELEASE</spring-cloud.version>
	</properties>

	<dependencies>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
			<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
		</dependency>
	</dependencies>

	<build>
		<plugins>
			<plugin>
				<groupId>org.springframework.boot</groupId>
				<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
			</plugin>
			<!--使用jib插件-->
			<plugin>
				<groupId>com.google.cloud.tools</groupId>
				<artifactId>jib-maven-plugin</artifactId>
				<version>1.7.0</version>
				<configuration>
					<!--from节点用来设置镜像的基础镜像，相当于Docerkfile中的FROM关键字-->
					<from>
						<!--使用openjdk官方镜像，tag是8-jdk-stretch，表示镜像的操作系统是debian9,装好了jdk8-->
						<image>openjdk:8-jdk-stretch</image>
					</from>
					<to>
						<!--镜像名称和tag，使用了mvn内置变量${project.version}，表示当前工程的version-->
						<image>bolingcavalry/${project.artifactId}:${project.version}</image>
					</to>
					<!--容器相关的属性-->
					<container>
						<!--jvm内存参数-->
						<jvmFlags>
							<jvmFlag>-Xms1g</jvmFlag>
							<jvmFlag>-Xmx1g</jvmFlag>
						</jvmFlags>
						<!--要暴露的端口-->
						<ports>
							<port>8080</port>
						</ports>
						<useCurrentTimestamp>true</useCurrentTimestamp>
					</container>
				</configuration>
				<executions>
					<execution>
						<phase>compile</phase>
						<goals>
							<goal>dockerBuild</goal>
						</goals>
					</execution>
				</executions>
			</plugin>
		</plugins>
	</build>
</project>
  • 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；
  • 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/
  • 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：
  • 把wait-for-it.sh文件准备好，下载地址：https://raw.githubusercontent.com/zq2599/blog_demos/master/wait-for-it-demo/docker/wait-for-it.sh
  • 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》

  • 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；
  • 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：
<plugin>
				<groupId>com.google.cloud.tools</groupId>
				<artifactId>jib-maven-plugin</artifactId>
				<version>1.7.0</version>
				<configuration>
					<!--from节点用来设置镜像的基础镜像，相当于Docerkfile中的FROM关键字-->
					<from>
						<!--使用自制的基础镜像，里面有wait-for-it.sh脚本-->
						<image>bolingcavalry/jkd8-wait-for-it:0.0.2</image>
					</from>
					<to>
						<!--镜像名称和tag，使用了mvn内置变量${project.version}，表示当前工程的version-->
						<image>bolingcavalry/${project.artifactId}:${project.version}</image>
					</to>
					<!--容器相关的属性-->
					<container>
						<!--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-->
						<entrypoint>INHERIT</entrypoint>
						<!--要暴露的端口-->
						<ports>
							<port>8080</port>
						</ports>
						<useCurrentTimestamp>true</useCurrentTimestamp>
					</container>
				</configuration>
				<executions>
					<execution>
						<phase>compile</phase>
						<goals>
							<goal>dockerBuild</goal>
						</goals>
					</execution>
				</executions>
			</plugin>
  • 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/GoogleContainerTools/jib/tree/master/jib-maven-plugin docker-compose下的java应用启动顺序两部曲之二：实战
  • 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

  • 完整的docker-compose.yml内容如下所示：
version: '3'
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
  • 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'

  • 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

  • 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；
  • 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： docker-compose下的java应用启动顺序两部曲之二：实战
  • 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： docker-compose下的java应用启动顺序两部曲之二：实战
  • 继续看日志，如下图，service在eureka上注册成功： docker-compose下的java应用启动顺序两部曲之二：实战
  • 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：
  • 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
  • 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
  • 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 ；
  • 您可以分别输入 docker stop eureka 和 docker stop service 来感受一下，前者立即完成，后者要等待10秒。
  • 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；
  • 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；
  • 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： docker-compose下的java应用启动顺序两部曲之二：实战
  • 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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