平稳切换Nginx版本

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在说明如何稳定安全地升级、降级已经在运行中的 nginx 之前，需要先了解 nginx 支持的几种信号。以下几种是主进程可以接收的信号，注意 worker 进程也可以接收一些信号，但和主进程的信号处理机制有些不一样，且主进程支持的信号 worker 进程不一定支持。具体可见 man nginx。

SIGINT, SIGTERM  立即杀掉 nginx 主 (即所有进程)
SIGQUIT          graceful stop 主进程
SIGWINCH         graceful stop 所有的 worker 进程
SIGHUP           reload 配置文件，并使老的 worker 进程 graceful stop
SIGUSR1          重新打开日志文件 (Reopen log files)
SIGUSR2          在线切换 nginx 可执行程序 (Upgrade the nginx executable on the fly)

graceful stop 的行为是：(1) 进程不再监听、接受新的请求；(2) 进程继续处理正在处理的请求，但处理完成后销毁。

1. 升级

如果想对一个已运行的 nginx 实例进行版本升级，或者因为重新编译了一个版本而替换旧版本，可以考虑按照以下一系列过程来平稳、安全地升级。当然，如果直接停止服务不会产生多大影响，直接停掉再启动新版本 nginx 实例更方便简单。

1. 将新版本的 nginx 命令路径替换掉旧的 nginx 命令。

通常，对于编译安装的 nginx 来说，采用软链接的方式比较便捷。例如旧版本的安装路径为 /usr/local/nginx-1.12.0，为其建立一个软链接 /usr/local/nginx，如果有新版本 /usr/local/nginx-1.12.1，只需修改软链接 /usr/local/nginx 的指向目标为 /usr/local/nginx-1.12.1 即可。这样 /usr/local/nginx/sbin/nginx 就会随着软链接的指向改变而指向新 nginx 程序。

2. 对旧 nginx 实例的主进程发送 USR2 信号。

kill -USR2 `cat /var/run/nginx/nginx.pid`

该信号提示 nginx 旧的主进程要升级，并执行新的 nginx 程序。例如步骤 1 中，旧的 nginx 主进程为 /usr/local/nginx/sbin/nginx，但其指向的是 /usr/local/nginx-1.12.0/sbin/nginx，发送该信号后仍将执行 /usr/local/nginx/sbin/nginx，但此时因为软链接目标已改变，使得此时启动的 nginx 已经是 /usr/local/nginx-1.12.1/sbin/nginx 程序。

[root@xuexi ~]# ps aux | egrep '(ngin[x]|PI[D])'
USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY  STAT START   TIME COMMAND
root     103753  0.0  0.3 122720  7360 ?    S    17:01   0:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx
nginx    103754  0.0  0.1 125248  3520 ?    S    17:01   0:00 nginx: worker process
nginx    103755  0.0  0.1 125248  3520 ?    S    17:01   0:00 nginx: worker process
nginx    103756  0.0  0.1 125248  3520 ?    S    17:01   0:00 nginx: worker process
nginx    103757  0.0  0.1 125248  3520 ?    S    17:01   0:00 nginx: worker process
root     103919  0.0  0.3 122720  7364 ?    S    17:44   0:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx
nginx    103920  0.0  0.1 125248  3524 ?    S    17:44   0:00 nginx: worker process
nginx    103921  0.0  0.1 125248  3524 ?    S    17:44   0:00 nginx: worker process
nginx    103922  0.0  0.1 125248  3524 ?    S    17:44   0:00 nginx: worker process
nginx    103923  0.0  0.1 125248  3524 ?    S    17:44   0:00 nginx: worker process

此外，发送该信号后将会切换 pid 文件，旧的 pid 文件被重命名为 nginx.pid.oldbin，记录的是旧的 nginx 主进程 pid 值，新的 pid 文件为 nginx.pid，记录的是新启动的 nginx 的主进程 pid 值。

[root@xuexi ~]# ls /var/run/nginx*     
/var/run/nginx.pid  /var/run/nginx.pid.oldbin

3.graceful stop 旧的主进程号。

kill -QUIT `cat /var/run/nginx/nginx.pid.oldbin`

向旧的主进程号发送 QUIT 信号，该信号将使得主进程以 graceful 的方式关闭。这将使得旧的主进程、旧的 worker 进程不再接受任何新请求，但却会把正在处理过程中的请求处理完毕，然后被销毁退出。

4. 更稳妥的方式是先让 worker 进程 graceful stop，在新版本的 nginx 实例运行一小段时间后如果正常工作，再 graceful stop 旧的主进程。

kill -WINCH `cat /var/run/nginx/nginx.pid.oldbin`
# a period of time goes, graceful stop old master nginx
kill -QUIT `cat /var/run/nginx/nginx.pid.oldbin`

在发送 WINCH 信号给旧的主进程后，旧的 worker 进程将逐渐退出，但旧的主进程却会保留不退出。

[root@xuexi ~]# ps aux | egrep '(ngin[x]|PI[D])'
USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY   STAT START   TIME COMMAND
root     103753  0.0  0.3 122720  7432 ?     S    17:01   0:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx
root     103919  0.0  0.3 122720  7364 ?     S    17:44   0:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx
nginx    103920  0.0  0.1 125248  3524 ?     S    17:44   0:00 nginx: worker process
nginx    103921  0.0  0.1 125248  3524 ?     S    17:44   0:00 nginx: worker process
nginx    103922  0.0  0.1 125248  3524 ?     S    17:44   0:00 nginx: worker process
nginx    103923  0.0  0.1 125248  3524 ?     S    17:44   0:00 nginx: worker process

如果发现新版本的 nginx 实例不满意，可以直接向旧主进程号发送 HUP 信号，这样旧的主进程就会重新读取配置文件并 fork 新的 worker 进程，再将新的主进程号杀掉 (可以 graceful stop)，就可以还原为旧版本的 nginx 实例。

2. 降��

上面第 4 步其实就是最安全的降级方式。即：

kill -HUP `cat /var/run/nginx/nginx.pid.oldbin`
kill -QUIT `cat /var/run/nginx/nginx.pid`

但如果旧的主进程号已经被杀掉了，目前只有新版本的 nginx 实例在运行，那么只需以升级的步骤进行降级即可。即：

kill -USR2 `cat /var/run/nginx/nginx.pid`
kill -QUIT `cat /var/run/nginx/nginx.pid.oldbin`

3. 一键升级脚本

以下是升级的脚本。

#!/bin/sh
#
# Legacy action script for "service nginx upgrade"

# Source function library.
[-f /etc/rc.d/init.d/functions ] && . /etc/rc.d/init.d/functions

if [-f /etc/sysconfig/nginx ]; then
    . /etc/sysconfig/nginx
fi

prefix=/usr/local/nginx
prog=nginx
nginx=$prefix/sbin/nginx
conffile=$prefix/conf/nginx.conf
pidfile=/var/run/nginx.pid
SLEEPSEC=${SLEEPSEC:-1}
UPGRADEWAITLOOPS=${UPGRADEWAITLOOPS:-5}

oldbinpidfile=${pidfile}.oldbin

# 配置文件语法检查 
${nginx} -t -c ${conffile} -q || return 6
echo -n $"Starting new master $prog:"
# 发送 USR2 信号升级 nginx 可执行程序 
killproc -p ${pidfile} ${prog} -USR2
echo

for i in `/usr/bin/seq $UPGRADEWAITLOOPS`; do
    /bin/sleep $SLEEPSEC
    if [-f ${oldbinpidfile} -a -f ${pidfile} ]; then
        echo -n $"Graceful shutdown of old $prog:"
        # graceful stop 旧主 nginx 主进程 
        killproc -p ${oldbinpidfile} ${prog} -QUIT
        echo
        exit 0
    fi
done

echo $"Upgrade failed!"
exit 1