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使用ASP.NET Core 實現Docker的HealthCheck指令

 寫在前面

         HealthCheck 不僅是對應用程式內運行情況、資料流通情況進行檢查, 還包括應用程式對外部服務或依賴資源的健康檢查。

健康檢查通常是以暴露應用程式的HTTP端點的形式 實施,可用於配置健康探測的的場景有 :

  • 容器或負載均衡器 探測應用狀態,執行既定策略,例如:容器探測到應用unhealthy可終止後續的滾動部署或者重啟容器;負載均衡器探測到實體unhealthy能將請求路由到健康的運行實體。

  • 對應用程式種依賴的第三方服務進行健康探測,比如redis、database、外部服務接口

  • 記憶體、硬碟、網絡等物理依賴資源的探測

HealthCheck提供一種 告知外部應用運行狀態的機制

容器HEALTHCHECK指令

  一般情況下我們很容易知道容器正在運行[running], 但容器作為相對獨立的應用執行環境,有時候並不知道容器是否以預期的方式正確運作[working]

Dockerfile/ docker-compose.yml檔案提供的 HEALTHCHECK指令提供了探測容器正確工作的輪詢機制,輪詢內容可由應用自身決定。

該指令定義輪詢引數interval、探測超時引數timeout、 重試引數retries 進行不間斷探測容器:

// 通過在容器內運行shell命令來探測容器健康狀態, 命令傳回值0表示容器healthy, 命令傳回值1表示unhealthy
EALTHCHECK [OPTIONS] CMD command

對於容器內Web應用,自然而然會想到使用暴露HTTP端點的方式去探測,並將error response認定為unhealthy

// 容器每隔5min請求應用程式的http://localhost(重試3次),成功響應則傳回0,錯誤響應則傳回1
HEALTHCHECK --interval=5m --timeout=3s --retries=3 CMD curl -f http://localhost:5000/healthz || exit 1

下麵我們會將漸進式演示 使用Docker平臺的HEALTHCHECK指令對接 ASP.NET Core程式的健康檢查能力

 

 ASP.NET Core 實現HealthCheck

  ASPNET Core在2.2版本內置了健康檢查的能力, 使用的是一個HealthCheck Middleware, 該中間件是一個終端中間件,滿足該路徑的url請求,將會被該中間件處理。

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddHealthChecks();
}
 
public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
{
    app.UseHealthChecks("/healthcheck");
}

  請求/healthcheck端點, 程式會進行健康檢查邏輯並響應輸出, 預設的行為:

     ① 對healthy、degraded狀態傳回200 OK 響應碼; 對於unhealthy傳回503 Service Unavailable 響應碼

     ② 響應體只會包含簡單的HealthStatus列舉字串

     ③ 將每次健康檢查的結果寫入HealthReport物件。

   作為企業級專案,存在對Web專案物理資源和服務依賴的健康檢查需求, 這裡我們為避免重覆造輪子,引入了開源的力量。

 開源社區對HealthCheck的支持

 開源的企業級AspNetCore.Diagnostics.HealthChecks系列組件,該系列組件支持多種物理資源和服務依賴的健康檢查,支持報告推送,支持友好的檢查報告UI(支持後臺輪訓檢查)、支持webhook通知。

下麵的步驟演示了對web程式HTTP請求、Redis、Sqlite等服務進行健康檢查的端點配置

    ① 引入AspNetCore.HealthChecks.Redis 、 AspNetCore.HealthChecks.Sqlite nuget庫

    ② startup中配置並啟用健康檢查



// 以下代碼截取自Startup.Configure方法: 啟用/healthz作為檢查端點
 app.UseHealthChecks("/healthz").UseMvcWithDefaultRoute();    //  這裡仍然只會響應 200/503狀態碼+簡單的HealthStatus列舉值

     小技巧:你也可以使用UseHealthChecks()擴展方法修改預設的響應輸出, 這裡我們可引入HealthChecks.UI.Client nuget package輸出更加詳細的的HealthReport

  app.UseHealthChecks("/healthz", new HealthCheckOptions()
                {
                    Predicate = _ => true,
                    ResponseWriter =  UIResponseWriter.WriteHealthCheckUIResponse  // 該響應輸出是一個json,包含所有檢查項的詳細檢查結果
                });

註意

    上文配置的HEALTHCHECK 指令:

       HEALTHCHECK –interval=5m –timeout=3s –retries=3 CMD curl -f http://localhost:5000/healthz || exit 1

      並不關註響應體輸出,依然對於success response 傳回0, error response傳回1。

 測試容器的HEALTHCHECK輸出

    使用docker ps命令可查看容器的狀態, 通過docker inspect [container_id] 查看容器HealthCheck的輸出

CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS                  PORTS                NAMES
0111ea10581f        eqidmanager_proxy   "nginx -g 'daemon ..."   24 hours ago        Up 24 hours             0.0.0.0:80->80/tcp   eqidmanager_proxy_1
8e96a0e8b993        eqidmanager_app     "dotnet EqidManage..."   24 hours ago        Up 24 hours (healthy)   80/tcp               eqidmanager_app_1

   容器在啟動的時候是starting, 一旦監測到成功的響應狀態碼,將會轉換為healthy 並將會持續間隔輪詢檢查。

 附加知識點

   拋開Docker的HEALTHCHECK指令、負載均衡器的輪詢機制不談,我們的Web自身也可以進行 輪詢健康檢查並給出告警。

就我們上面的Web 實體來說,我們只對外提供的是一個 /healthcheck 檢查端點,引入HealthChecks.UI.dll 將會在前端生成友好的HealthReport 界面, 該庫支持後臺輪詢檢查、支持webhook 通知。

這裡就不展開說明,自行前往AspNetCore.Diagnostics.HealthChecks查看響應文件,效果如下:

至此,本文內容完畢:

   –  使用ASP.NETCore 框架實現一個稍複雜的HealthCheck端點 /healthz

    – 使用docker的HEALTHCHECK 指令對接Web程式健康檢查端點(該能力是實現容器自愈的基礎, 請關註後續博文)。

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