Java應用在docker環境配置容器健康檢查

本文轉載自查看原文 2019-10-21 18:18 321

在《極速體驗docker容器健康》一文已體驗了docker容器健康檢查功能，今天就來給java應用的容器加入健康檢查，使應用的狀態隨時都可以被監控和查看。

實戰環境信息

操作系統：macOS Catalina 10.15
Docker：19.03.2

java應用簡介

今天實戰的java應用，是用來模擬生產環境應用的，特點如下：

普通springboot應用，對外提供http服務，路徑：/hello
springboot應用運行在docker容器，在容器的/app/depend/目錄下有名為abc.txt的文件；
上述abc.txt文件存在時，springboot應用的hello接口正常，若abc.txt不存在，springboot應用就不對外提供服務，相當於不健康狀態（以此來模擬應用出現異常）；

源碼下載

如果您不想寫代碼，上述springboot應用的源碼可在GitHub下載到，地址和鏈接信息如下表所示：

名稱	鏈接	備注
項目主頁	https://github.com/zq2599/blog_demos	該項目在GitHub上的主頁
git倉庫地址(https)	https://github.com/zq2599/blog_demos.git	該項目源碼的倉庫地址，https協議
git倉庫地址(ssh)	git@github.com:zq2599/blog_demos.git	該項目源碼的倉庫地址，ssh協議

這個git項目中有多個文件夾，本章的應用在springboot-app-docker-health-check文件夾下，如下圖紅框所示：
在這里插入圖片描述

步驟簡介

應用接入容器健康檢查的步驟如下：

將java應用制作成docker鏡像時需要基礎鏡像，因此先准備好基礎鏡像，將容器健康檢查的參數都配置在基礎鏡像中，包括提供容器健康信息的接口路徑，這里定為/getstate；
改造java應用，提供/getstate接口服務，根據業務的實際情況決定當前應用是否健康，健康時返回碼為200，不健康時返回碼為403；
編譯構建應用並且生成docker鏡像；
驗證；

制作基礎鏡像

創建名為Dockerfile的文件，內容如下：

# Docker file from bolingcavalry # VERSION 0.0.1
# Author: bolingcavalry

#基礎鏡像
FROM openjdk:8-jdk-stretch

#作者
MAINTAINER BolingCavalry <zq2599@gmail.com>

#健康檢查參數設置，每5秒檢查一次，接口超時時間2秒，連續10次返回1就判定該容器不健康
HEALTHCHECK --interval=5s --timeout=2s --retries=10 \
  CMD curl --silent --fail localhost:8080/getstate || exit 1

由上述可見Dockerfile的內容非常簡單，選定自身的基礎鏡像為openjdk:8-jdk-stretch，再配置好健康檢查參數：

參數名	作用
health-cmd	指定命令在容器內執行，用於檢查容器健康狀態
health-interval	每次健康檢查的間隔時間，默認30秒
health-retries	假設該值為3，表示若連續三次檢測的返回結果都是不健康，就判定該容器不健康，默認值為3
health-timeout	超時時間，默認30秒

在Dockerfile文件所在目錄執行命令docker build -t bolingcavalry/jdk8-healthcheck:0.0.1 .(最后那個點號不要漏掉)，控制台輸出如下，提示鏡像構建成功：

(base) zhaoqindeMacBook-Pro:springboot-app-docker-health-check zhaoqin$ docker build -t bolingcavalry/jdk8-healthcheck:0.0.1 .
Sending build context to Docker daemon  217.6kB
Step 1/3 : FROM openjdk:8-jdk-stretch
8-jdk-stretch: Pulling from library/openjdk
9a0b0ce99936: Already exists
db3b6004c61a: Already exists
f8f075920295: Already exists
6ef14aff1139: Already exists
962785d3b7f9: Already exists
631589572f9b: Already exists
c55a0c6f4c7b: Already exists
Digest: sha256:8bce852e5ccd41b17bf9704c0047f962f891bdde3e401678a52d14a628defa49
Status: Downloaded newer image for openjdk:8-jdk-stretch
 ---> 57c2c2d2643d
Step 2/3 : MAINTAINER BolingCavalry <zq2599@gmail.com>
 ---> Running in 270f78efa617
Removing intermediate container 270f78efa617
 ---> 01b5df83611d
Step 3/3 : HEALTHCHECK --interval=5s --timeout=2s --retries=10   CMD curl --silent --fail localhost:8080/getstate || exit 1
 ---> Running in 7cdd08b9ca22
Removing intermediate container 7cdd08b9ca22
 ---> 9dd7ffb22df4
Successfully built 9dd7ffb22df4
Successfully tagged bolingcavalry/jdk8-healthcheck:0.0.1

此時宿主機上已經有了名為bolingcavalry/jdk8-healthcheck:0.0.1的鏡像，該鏡像帶有容器健康檢查的參數配置，以此作為基礎鏡像來構建的其他鏡像都集成了健康檢查的特性；
如果您已經在hub.docker.com上注冊過，就可以用docker login命令登錄，然后執行以下命令將本地鏡像推送到hub.docker.com給更多人使用：

docker push bolingcavalry/jdk8-healthcheck:0.0.1

改造Java應用

本次實戰的目標是讓Java應用支持docker的容器健康檢查功能，接下來一起創建這個Java應用：

這是個基於maven構建的springboot工程，pom.xml內容如下：

<?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 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.2.0.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.bolingcavalry</groupId>
    <artifactId>springboot-app-docker-health-check</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>springboot-app-docker-health-check</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>

    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
          <groupId>org.projectlombok</groupId>
          <artifactId>lombok</artifactId>
          <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>commons-io</groupId>
            <artifactId>commons-io</artifactId>
            <version>2.5</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <groupId>org.junit.vintage</groupId>
                    <artifactId>junit-vintage-engine</artifactId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </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節點用來設置鏡像的基礎鏡像，相當於Docerkfile中的FROM關鍵字-->
                    <from>
                        <!--基礎鏡像是bolingcavalry/jdk8-healthcheck:0.0.1，該鏡像已配置了健康檢查參數-->
                        <image>bolingcavalry/jdk8-healthcheck:0.0.1</image>
                    </from>
                    <to>
                        <!--鏡像名稱和tag，使用了mvn內置變量${project.version}，表示當前工程的version-->
                        <image>bolingcavalry/${project.artifactId}:${project.version}</image>
                    </to>
                    <!--容器相關的屬性-->
                    <container>
                        <!--jvm內存參數-->
                        <jvmFlags>
                            <jvmFlag>-Xms1g</jvmFlag>
                            <jvmFlag>-Xmx1g</jvmFlag>
                        </jvmFlags>
                        <!--要暴露的端口-->
                        <ports>
                            <port>8080</port>
                        </ports>
                        <!--使用該參數將鏡像的創建時間與系統時間對其-->
                        <useCurrentTimestamp>true</useCurrentTimestamp>
                    </container>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

上述pom.xml有以下幾處需要注意：
a. 使用jib插件來將當前工程構建成docker鏡像；
b. 基礎鏡像是前面構建的bolingcavalry/jdk8-healthcheck:0.0.1，以此為基礎鏡像的鏡像都帶有健康檢查功能；

主要功能類是SpringbootAppDockerHealthCheckApplication.java：

package com.bolingcavalry.springbootappdockerhealthcheck;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import org.apache.commons.io.IOUtils;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.util.StringUtils;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.io.*;
import java.util.List;

@SpringBootApplication
@RestController
@Slf4j
public class SpringbootAppDockerHealthCheckApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringbootAppDockerHealthCheckApplication.class, args);
    }

    /**
     * 讀取本地文本文件的內容並返回
     * @return
     */
    private String getLocalFileContent() {
        String content = null;

        try{
            InputStream is = new FileInputStream("/app/depend/abc.txt");
            List<String> lines = IOUtils.readLines(is, "UTF-8");

            if(null!=lines && lines.size()>0){
                content = lines.get(0);
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            log.error("local file not found", e);
        } catch (IOException e) {
            log.error("io exception", e);
        }

        return content;
    }

    /**
     * 對外提供的http服務，讀取本地的txt文件將內容返回，
     * 如果讀取不到內容返回碼為403
     * @return
     */
    @RequestMapping(value = "/hello", method = RequestMethod.GET)
    public ResponseEntity<String> hello(){
        String localFileContent = getLocalFileContent();

        if(StringUtils.isEmpty(localFileContent)) {
            log.error("hello service error");
            return ResponseEntity.status(403).build();
        } else {
            log.info("hello service success");
            return ResponseEntity.status(200).body(localFileContent);
        }
    }

    /**
     * 該http服務返回當前應用是否正常，
     * 如果能從本地txt文件成功讀取內容，當前應用就算正常，返回碼為200，
     * 如果無法從本地txt文件成功讀取內容，當前應用就算異常，返回碼為403
     * @return
     */
    @RequestMapping(value = "/getstate", method = RequestMethod.GET)
    public ResponseEntity<String> getstate(){
        String localFileContent = getLocalFileContent();

        if(StringUtils.isEmpty(localFileContent)) {
            log.error("service is unhealthy");
            return ResponseEntity.status(403).build();
        } else {
            log.info("service is healthy");
            return ResponseEntity.status(200).build();
        }
    }
}

上述代碼有以下幾處需要注意：
a. hello方法是此應用對外提供的服務，如果本地文件abc.txt存在且內容不為空，hello方法的返回碼就是200，否則返回碼為403，表示當前服務出現異常；
b. getstate方法是新增的服務，該接口會被docke-daemon調用，如果返回碼是200，就表示容器健康，如果返回碼是403，表示容器不健康；
3. 在pom.xml文件所在目錄執行mvn clean compile -U -DskipTests jib:dockerBuild，即可將當前工程構建為鏡像，名為bolingcavalry/springboot-app-docker-health-check:0.0.1-SNAPSHOT
4. 至此，支持容器健康檢查的Java應用鏡像構建成功，接下來驗證容器的健康檢查功能是否正常；

驗證步驟

驗證的步驟如下：
a. 讓應用容器正常工作，確保文件/app/depend/abc.txt是正常的，此時容器狀態應該是healthy
b. 將文件/app/depend/abc.txt刪除，此時應用hello接口返回碼為403，並且容器狀態變為unhealthy

驗證操作

創建文件abc.txt，完整路徑是/Users/zhaoqin/temp/201910/20/abc.txt，文件內容是個字符串，例如：123456
執行以下命令，用新建的java應用鏡像創建容器，該容器會將test文件夾映射到容器的/app/depend文件夾：

docker run --rm \
--name=java-health-check \
-p 8080:8080 \
-v /Users/zhaoqin/temp/201910/20:/app/depend \
bolingcavalry/springboot-app-docker-health-check:0.0.1-SNAPSHOT

控制台可見以下輸出，表明健康檢查接口已經被調用：

2019-10-20 14:16:34.875  INFO 1 --- [nio-8080-exec-1] o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/]       : Initializing Spring DispatcherServlet 'dispatcherServlet'
2019-10-20 14:16:34.876  INFO 1 --- [nio-8080-exec-1] o.s.web.servlet.DispatcherServlet        : Initializing Servlet 'dispatcherServlet'
2019-10-20 14:16:34.892  INFO 1 --- [nio-8080-exec-1] o.s.web.servlet.DispatcherServlet        : Completed initialization in 16 ms
2019-10-20 14:16:34.959  INFO 1 --- [nio-8080-exec-1] pringbootAppDockerHealthCheckApplication : service is healthy
2019-10-20 14:16:40.159  INFO 1 --- [nio-8080-exec-2] pringbootAppDockerHealthCheckApplication : service is healthy
2019-10-20 14:16:45.356  INFO 1 --- [nio-8080-exec-4] pringbootAppDockerHealthCheckApplication : service is healthy
2019-10-20 14:16:50.580  INFO 1 --- [nio-8080-exec-6] pringbootAppDockerHealthCheckApplication : service is healthy

執行命令docker ps查看容器狀態，可見已經是healthy：

(base) zhaoqindeMBP:20 zhaoqin$ docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                                                             COMMAND                  CREATED              STATUS                        PORTS                    NAMES
51572d2488fb        bolingcavalry/springboot-app-docker-health-check:0.0.1-SNAPSHOT   "java -Xms1g -Xmx1g …"   About a minute ago   Up About a minute (healthy)   0.0.0.0:8080->8080/tcp   java-health-check

刪除宿主機上的/Users/zhaoqin/temp/201910/20/abc.txt，相當於容器內的abc.txt文件被刪除，此時控制台可見健康檢查接口在被調用時發現文件不存在，已返回了403錯誤碼：

019-10-20 14:22:37.490 ERROR 1 --- [nio-8080-exec-7] pringbootAppDockerHealthCheckApplication : service is unhealthy

健康檢查接口被連續10次調用后，再執行命令docker ps查看容器狀態，可見已經是unhealthy：

(base) zhaoqindeMBP:20 zhaoqin$ docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                                                             COMMAND                  CREATED             STATUS                     PORTS                    NAMES
51572d2488fb        bolingcavalry/springboot-app-docker-health-check:0.0.1-SNAPSHOT   "java -Xms1g -Xmx1g …"   7 minutes ago       Up 7 minutes (unhealthy)   0.0.0.0:8080->8080/tcp   java-health-check

至此，Java應用在docker環境配置容器健康檢查的實戰就完成了，希望您在給自己的應用添加健康檢查時，此文能給您一些參考。

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