我们有一个运行在Kubernetes上的PHP应用，每个POD由两个独立的容器组成 - Nginx和PHP-FPM。
在我们对应用进行缩容时，遇到了502错误，例如，当一个POD在结束中时，POD里面的容器无法正确关闭连接。
在这个博文中，让我们深入看一下POD的结束流程，特别是Nginx和PHP-FPM容器。
本文中的测试是在AWS Kubernetes Service上使用Yandex.Tank工具进行。
使用AWS ALB Ingress Controller创建Ingress并自动创建AWS Application Load Balancer。
Kubernetes工作节点上使用Docker作为容器运行时。
首先，让我们来看看pod结束的过程。
Pod其实是一组运行在Kubernetes工作节点上的进程，也受标准的IPC (Inter-Process Communication) 信号控制的。
为了让pod可以正常完成它的操作，容器运行时会先发送一个SIGTERM信号（优雅结束）给每个容器内的PID 1进程（参考docker stop）。同时，集群会开始计时，在grace period计时结束后，会发送SIGKILL信号直接杀掉pod。
在容器镜像中，可以使用STOPSIGNAL重写SIGTERM信号。
Pod删除的完整流程如下（以下引用自官方文档）：
preStop hook，kubelet会执行它。假如30秒的grace period结束时，preStop hook还在执行，grace period会自动延长2秒钟。Grace period可以通过terminationGracePeriodSeconds配置。kubelet triggers deletion of the pod from the API server这里有两个问题：
例如，当Nginx主进程正在fast shutdown时，我们往nginx发送一个连接请求，nginx会直接丢弃这个连接请求，而我们的客户端则会接收到一个502错误，参考Avoiding dropped connections in nginx containers with “STOPSIGNAL SIGQUIT”。
STOPSIGNAL 和 502
好了，现在我们已经有了大概的了解，让我们开始来重现第一个问题。
以下的例子参考了上面的文档，并部署到kubernetes集群中。
准备好Dockerfile:
FROM nginx
RUN echo 'server {\n\
listen 80 default_server;\n\
location / {\n\
proxy_pass http://httpbin.org/delay/10;\n\
}\n\
}' > /etc/nginx/conf.d/default.conf
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]
在这里，nginx会把请求转发给http://httpbin.org并延迟10秒钟以模仿后端PHP应用。
构建一个镜像并推送到镜像仓库：
$ docker build -t setevoy/nginx-sigterm . $ docker push setevoy/nginx-sigterm
现在，用这个镜像部署一个有10给实例的Deployment。
下面这个清单包括了Namespace, Service和Ingress，在接下来的测试中不再重复，只会提及需要更新的部分。
---
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: test-namespace
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: test-deployment
namespace: test-namespace
labels:
app: test
spec:
replicas: 10
selector:
matchLabels:
app: test
template:
metadata:
labels:
app: test
spec:
containers:
- name: web
image: setevoy/nginx-sigterm
ports:
- containerPort: 80
resources:
requests:
cpu: 100m
memory: 100Mi
readinessProbe:
tcpSocket:
port: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: test-svc
namespace: test-namespace
spec:
type: NodePort
selector:
app: test
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80
---
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: test-ingress
namespace: test-namespace
annotations:
kubernetes.io/ingress.class: alb
alb.ingress.kubernetes.io/scheme: internet-facing
alb.ingress.kubernetes.io/listen-ports: '[{"HTTP": 80}]'
spec:
rules:
- http:
paths:
- backend:
serviceName: test-svc
servicePort: 80
部署：
$ kubectl apply -f test-deployment.yaml namespace/test-namespace created deployment.apps/test-deployment created service/test-svc created ingress.extensions/test-ingress created
检查Ingress:
$ curl -I aadca942-testnamespace-tes-5874–698012771.us-east-2.elb.amazonaws.com HTTP/1.1 200 OK
现在有10个 pods在运行:
$ kubectl -n test-namespace get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE test-deployment-ccb7ff8b6–2d6gn 1/1 Running 0 26s test-deployment-ccb7ff8b6–4scxc 1/1 Running 0 35s test-deployment-ccb7ff8b6–8b2cj 1/1 Running 0 35s test-deployment-ccb7ff8b6-bvzgz 1/1 Running 0 35s test-deployment-ccb7ff8b6-db6jj 1/1 Running 0 35s test-deployment-ccb7ff8b6-h9zsm 1/1 Running 0 20s test-deployment-ccb7ff8b6-n5rhz 1/1 Running 0 23s test-deployment-ccb7ff8b6-smpjd 1/1 Running 0 23s test-deployment-ccb7ff8b6-x5dc2 1/1 Running 0 35s test-deployment-ccb7ff8b6-zlqxs 1/1 Running 0 25s
为Yandex.Tank准备好load.yaml:
phantom:
address: aadca942-testnamespace-tes-5874-698012771.us-east-2.elb.amazonaws.com
header_http: "1.1"
headers:
- "[Host: aadca942-testnamespace-tes-5874-698012771.us-east-2.elb.amazonaws.com]"
uris:
- /
load_profile:
load_type: rps
schedule: const(100,30m)
ssl: false
console:
enabled: true
telegraf:
enabled: false
package: yandextank.plugins.Telegraf
config: monitoring.xml
这里，我们会以每秒一次的速率请求Ingress后端的pods。
开始测试：
到目前为止一切正常。
现在，把Deployment缩容到一个实例：
$ kubectl -n test-namespace scale deploy test-deployment — replicas=1 deployment.apps/test-deployment scaled
Pods状态变成Terminating:
$ kubectl -n test-namespace get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE test-deployment-647ddf455–67gv8 1/1 Terminating 0 4m15s test-deployment-647ddf455–6wmcq 1/1 Terminating 0 4m15s test-deployment-647ddf455-cjvj6 1/1 Terminating 0 4m15s test-deployment-647ddf455-dh7pc 1/1 Terminating 0 4m15s test-deployment-647ddf455-dvh7g 1/1 Terminating 0 4m15s test-deployment-647ddf455-gpwc6 1/1 Terminating 0 4m15s test-deployment-647ddf455-nbgkn 1/1 Terminating 0 4m15s test-deployment-647ddf455-tm27p 1/1 Running 0 26m …
此时，我们收到了502报错:
现在，我们更新一下Dockerfile - 添加STOPSIGNAL SIGQUIT：
FROM nginx
RUN echo 'server {\n\
listen 80 default_server;\n\
location / {\n\
proxy_pass http://httpbin.org/delay/10;\n\
}\n\
}' > /etc/nginx/conf.d/default.conf
STOPSIGNAL SIGQUIT
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]
构建并推送镜像：
$ docker build -t setevoy/nginx-sigquit . docker push setevoy/nginx-sigquit
更新Deployment中的镜像：
...
spec:
containers:
- name: web
image: setevoy/nginx-sigquit
ports:
- containerPort: 80
...
重新部署并测试：
再次对deployment进行缩容:
$ kubectl -n test-namespace scale deploy test-deployment — replicas=1 deployment.apps/test-deployment scaled
这次不再报错：
preStop, 和 sleep
但其实，如果我们重复测试的话，有时还是会有502错误：
这时，我们应该是遇到了第二个问题 - endpoints更新和SIGTERM同步发生的问题。
让我们加一个sleep的preStop hook，在集群接收到停止pod的请求之后，kubelet会先等待5秒钟后才发送SIGTERM信号，留一些冗余时间以更新endpoints和Ingress。
...
spec:
containers:
- name: web
image: setevoy/nginx-sigquit
ports:
- containerPort: 80
lifecycle:
preStop:
exec:
command: ["/bin/sleep","5"]
...
重新测试，这一次不再有错误了。
我们的PHP-FPM没有这个问题，因为它原本的镜像就已经添加了 STOPSIGNAL SIGQUIT。
当然，在调试期间我尝试了一些其它的方法。
具体请参考本文最后的参考文献，这里我只做简单的介绍。
preStop 和 nginx -s quit
其中一个方法就是在preStop hook中发送QUIT信号给Nginx：
lifecycle:
preStop:
exec:
command:
- /usr/sbin/nginx
- -s
- quit
或：
...
lifecycle:
preStop:
exec:
command:
- /bin/sh
- -SIGQUIT
- 1
....
然并卵。虽然这个主意（在kubelet/docker发送TERM信号之情，先发送QUIT信号给nginx进程优雅结束）看上去没什么问题，但不知为啥不行。
你可以尝试通过strace看看nginx是否真的接收到QUIT信号了。
supervisord, 和 stopsignal
我们这个应用是在一个pod里面运行两个容器，我也尝试过使用单个容器运行Nginx + PHP-FPM，例如 trafex/alpine-nginx-php7。
使用这个镜像并在supervisor.conf文件中给Nginx和PHP-FPM配置stopsignal sigquit，虽然想法看起来是对的，结果也是不行。
有兴趣的朋友可以试试。
process_control_timeout
在 Graceful shutdown in Kubernetes is not always trivial 和 Stackoveflow 上的 Nginx / PHP FPM graceful stop (SIGQUIT): not so graceful 中提到，FPM’s master 进程先于子进程被杀也会导致502错误。
虽然这不是我们讨论的问题，但你可以关注 process_control_timeout.
还有，在http头中加入 [Connection: close] 也是个不错的主意，这样子客户端就会在一个请求完成后关闭连接，从而减少502的发生。
但始终还是不能完全避免nginx在处理请求时接收到SIGTERM导致的问题。
参考 HTTP persistent connection.
nginx -s quit in the preStop solution, also there is a good description of the issue with the traffic being sent to terminated podsOriginally published at RTFM: Linux, DevOps and system administration.
