CN115185813A - 一种应用启动时的状态检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用启动时的状态检测方法及系统，方法包括：预先将启动状态检测插件植入目标应用的运行代码中；被检测的目标应用启动时，执行启动状态检测插件；获取所述启动状态检测插件返回的启动状态标识符；根据所述启动状态标识符，获取目标应用的启动状态数据。本发明实施例通过启动状态判断逻辑对应用启动状态进行检测，实现极高的启动状态判断准确性、通用性，而且无需在被检测应用中维护代码，极大了提高了优雅更新场景下的服务安全性。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种应用启动时的状态检测方法及系统。
背景技术
软件应用的更新是新增功能、修复问题、满足用户新增需求的主要方式。在IT企业中更新已经是非常频繁的日常工作。
更新常规流程一般涉及到下线旧版本应用、上线新版本应用。在切换的过程中如果处理不当，很容易出现线上故障；进而引起线上服务不可用，给用户和企业带来损失。
因为更新过程中新节点新版本应用可能启动失败或者出现启动故障，业界常常采用"优雅更新"方式优化更新过程。总体分为两种表现方式。
在应用部署在服务器集群中2个节点，如图1a所示，用户为使用终端设备如手机、电脑通过互联网使用网络上的服务的末端用户。服务器节点是指软件应用部署的具体实际服务器，包括指代物理服务器，虚拟机，容器等。运维调度程序指代对服务器节点中应用进行启动、关闭、增加服务器节点、下线服务器节点、集群调度等的一类程序。节点应用状态指代应用启动过程中，启动完成，启动失败等状态。
a.下线-更新方式：
如图1b所示，由运维调度程序先在节点1下线应用，保留节点2继续对外维持服务。如图1c所示，然后在节点1上启动新版本应用，在运维调度程序判断节点1启动状态正常后，再继续如此操作节点2。
b.新增-替换方式：
如图1d所示，由运维调度程序先增加一个节点3用于启动新版本应用，如图1e所示，待运维调度程序判断节点3启动状态正常，再下线节点1。再继续如此操作，新增节点4下线节点1。最终保留新节点3、4服务，旧节点1、2下线。
上述的下线-更新方式和新增-替换方式，如果运维调度程序不能准确的判断应用节点的准确状态(启动中，启动)，后续处理过程即使新节点启动失败或者启动未完成也会下线旧节点，造成故障产生。
应用启动状态检测通常用于优雅更新、集群调度、应用重启等系统运维场景，是一种用于判断应用启动是否正常，是否存在启动类故障的技术。其中优雅更新(Graceupdate)是指更新过程中保持服务连续整体可用，更新低故障的一种更新策略技术。
现有目前常见的应用节点状态判断，需要由应用自身开发代码检查自身，然后开放对运维调度程序开放的端口，由运维调度程序请求端口，获取应用的启动状态。往往存在以下缺点：有开发维护的成本；在不同类型应用中需要开发实现维护不同的检测代码；难以对接运维调度程序；不同实现开放的端口、返回表示状态的数据结构可能各不相同；运维调度程序需要维护"各应用--开发的端口--状态数据结构"的对应关系；不同实现的准确性不一致，有些准确性高，有些准确性低。
因此现有技术还有待于进一步发展。
发明内容
针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种应用启动时的状态检测方法及系统，能够解决现有技术中的应用启动检测方法，需要不同类型应用中需要开发实现维护不同的检测代码，开发维护成本高，准确性较低的技术问题。
本发明实施例的第一方面提供一种应用启动时的状态检测方法，包括：
预先将启动状态检测插件植入目标应用的运行代码中；
被检测的目标应用启动时，执行启动状态检测插件；
获取所述启动状态检测插件返回的启动状态标识符；
根据所述启动状态标识符，获取目标应用的启动状态数据。
可选地，获取所述启动状态检测插件返回的启动状态标识符，包括：
通过http访问启动状态检测插件的端口，通过端口获取所述启动状态检测插件返回的启动状态标识符。
可选地，根据所述启动状态标识符，获取目标应用的启动状态数据，包括：
若所述启动状态标识符为预先定义的第一标识符，则判定目标应用处于应用启动正常完成状态。
可选地，根据所述启动状态标识符，获取目标应用的启动状态数据，包括：
若所述启动状态标识符为预先定义的第二标识符，则目标应用处于应用启动过程中状态或应用启动失败状态。
可选地，所述预先在目标应用的运行代码中植入启动状态检测插件，包括：
预先通过SpringContext托管运行目标应用的启动；
通过Javaagent将启动状态检测插件插入目标应用的运行代码中，所述SpringContext用于根据启动状态检测插件的检测结果对启动状态标识符进行修改。
本发明实施例第二方面提供了一种应用启动时的状态检测系统，所述系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现以下步骤：
预先将启动状态检测插件植入目标应用的运行代码中；
被检测的目标应用启动时，执行启动状态检测插件；
获取所述启动状态检测插件返回的启动状态标识符；
根据所述启动状态标识符，获取目标应用的启动状态数据。
可选地，所述计算机程序被所述处理器执行时还实现以下步骤：
通过http访问启动状态检测插件的端口，通过端口获取所述启动状态检测插件返回的启动状态标识符。
可选地，所述计算机程序被所述处理器执行时还实现以下步骤：
若所述启动状态标识符为预先定义的第一标识符，则判定目标应用处于应用启动正常完成状态。
可选地，所述计算机程序被所述处理器执行时还实现以下步骤：
若所述启动状态标识符为预先定义的第二标识符，则目标应用处于应用启动过程中状态或应用启动失败状态。
本发明实施例第三方面提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，可使得所述一个或多个处理器执行上述的应用启动时的状态检测方法。
本发明实施例提供的技术方案中，预先将启动状态检测插件植入目标应用的运行代码中；被检测的目标应用启动时，执行启动状态检测插件；获取所述启动状态检测插件返回的启动状态标识符；根据所述启动状态标识符，获取目标应用的启动状态数据。本发明实施例通过启动状态判断逻辑对应用启动状态进行检测，实现极高的启动状态判断准确性、通用性，而且无需在被检测应用中维护代码，极大了提高了优雅更新场景下的服务安全性。
附图说明
图1a为现有技术中的服务更新前的访问示意图；
图1b为现有技术中的第一服务更新过程中的访问示意图；
图1c为现有技术中的第二服务更新过程中的访问示意图；
图1d为现有技术中的第三服务更新过程中的访问示意图；
图1e为现有技术中的第四服务更新过程中的访问示意图；
图2为本发明实施例中一种应用启动时的状态检测方法的一实施例的流程示意图；
图3为本发明实施例中一种应用启动时的状态检测系统的另一实施例的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对现有技术中对Java+Spring应用启动时的状态检测，需要在目标应用中开发程序代码实现,会增加额外的程序开发工作量，状态检测准确性不高，在大规模应用集群运用中，运维很难统一协调。其中，Java是一门面向对象编程语言，Spring的全称Springframework，Spring framework是java语言中使用广泛的技术框架。本发明实施例提供了一种应用启动时的状态检测方法，通过外部挂载的Javaagent机制修改SpringContext字节码，完成启动状态判断逻辑绑定到SpringContext生命周期，实现极高的启动状态判断准确性、通用性和无需被检测应用中维护代码，对优雅更新/k8s更新场景下应用更新启动出故障时，保障服务整体可用。
以下结合附图对本发明实施例进行详细的描述。
请参阅图2，图2为本发明实施例中一种应用启动时的状态检测方法的一个实施例的流程示意图。如图2所示，包括：
步骤S100、预先将启动状态检测插件植入目标应用的运行代码中；
步骤S200、被检测的目标应用启动时，执行启动状态检测插件；
步骤S300、获取所述启动状态检测插件返回的启动状态标识符；
步骤S400、根据所述启动状态标识符，获取目标应用的启动状态数据。
具体实施时，本发明实施例在目标应用启动参数上附加上java-jar-javaagent:hs-status-agent.jar xxxx.jar然后运行目标应用，第一个java是java应用的启动程序-jar,-javaagent是启动参数，-javaagent:hs-status-agent.jar指示启动需要使用的javaagent为hs-status-agent.jar(hs-status-agent.jar指代本发明实施例中使用的类库)xxxx.jar目标应用程序；
其中:java:为java语言jvm/jre命令；hs-status-agent.jar:本中间件打包后生产的可以使用的jar；xxxx.jar:指代目标待检测启动状态应用的启动jar；
被检测的目标应用启动时，执行启动状态检测插件，启动状态检测插件可对目标应用的启动状态进行检测，获取启动状态检测插件返回的目标应用启动状态检测结果，根据检测结果获取目标应用的启动状态数据。启动状态数据包括但不限于启动完成、启动失败、启动过程中。
进一步地，预先在目标应用的运行代码中植入启动状态检测插件，包括：
预先通过SpringContext托管运行目标应用的启动；
通过Javaagent将启动状态检测插件插入目标应用的运行代码中，所述SpringContext用于根据启动状态检测插件的检测结果对启动状态标识符进行修改。
具体实施时，通过对Java开发观察分析得出Springframework框架作为Ioc容器得到极度广泛应用。而实际应用的启动被SpringContext托管运行，因此SpringContext的启动周期等价于应用的启动周期。检测各种不同应用的启动状态，可以通过统一地检测SpringContext来完成。其中IoC全称为inversion of control(控制反转)，依赖注入是一种IOC的表现形式，主要表现为让第三方来管理自己的依赖。IOC容器的价值在于让依赖管理和使用更为便捷。
通过Javaagent技术将状态判断逻辑植入SpringContext的核心部分的运行周期代码中。此处的Spring核心运行周期部分代码指的是"Java类org.springframework.context.support.A bstractApplicationContext中的相关方法"，如"refresh"(容器启动必然执行的入口方法),"prepareRefresh"(启动过程中预先处理方法,在此处可以用状态标识启动开始),"finishRefresh"(完成启动调用方法,在此处可以用状态标识启动完成),"doClose"(容器关闭的方法，在此处可以用状态表示应用关闭)等。其中Javaagent是jvm提供的一种操作运行时字节码的机制，jvm是Java Virtual Machine(Java虚拟机)的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。
在应用的启动过程中，SpringContext随之启动会触发植入的状态判断代码，进而修改状态标识，外部的运维调度程序可以通过Http请求状态服务器获取状态标识完成后续处理。
进一步地，目标应用的运行代码中植入启动状态检测插件时需要对Jvm加载的字节码进行更改。具体的实现方法为：将依据Java语言javagent规范实现能加载ClassFileTransformer接口实现的入口点MainAgent类，在该类中实现方法premain的逻辑,其中ClassFileTransformer接口的实现可以用于完成修改Jvm加载的字节码。
其中，premain方法实现中首先对外部参数解析保存，然后加载内部独立实现的ClassLoader，该ClassLoader用于隔离加载的类与被检测应用同名类，同时屏蔽类版本或依赖组件版本的冲突
premian方法后续加载SpringContextStatusTransformer及ExtensionsTransformer类的对象。
SpringContextStatusTransformer主要实现对AbstractApplicationContext字节码的修改，将启动状态标识逻辑植入,植入prepareRefresh方法第一行标识应用启动开始,植入finishRefresh方法最后一行标识应用启动正常结束,植入doClose方法标识第一行标识应用关闭；
植入代码修改字节码的方式可以使用javassist。
进一步地，获取所述启动状态检测插件返回的启动状态标识符，包括：
通过http访问启动状态检测插件的端口，通过端口获取所述启动状态检测插件返回的启动状态标识符。
具体地，现在可以通过http访问状态检测中间件开发的端口，判断应用的状态，启动状态标识符可以为http状态码。
进一步地，根据所述启动状态标识符，获取目标应用的启动状态数据，包括：
若所述启动状态标识符为预先定义的第一标识符，则判定目标应用处于应用启动正常完成状态。
具体实施时，预先对第一标识符和第二标识符进行定义。定义第一标识符为http状态码200，第二状态标识符为http状态码503，第一标识符表示目标应用处于应用启动正常完成状态，第二标识符表示目标应用于应用启动过程中状态或应用启动失败状态。
如果返回http状态码200标识应用启动正常完成。
进一步地，根据所述启动状态标识符，获取目标应用的启动状态数据，包括：
若所述启动状态标识符为预先定义的第二标识符，则目标应用处于应用启动过程中状态或应用启动失败状态。
具体实施时，如果返回http状态码503标识应用处于启动过程中或者启动失败。
本发明实施例还提供了一种应用启动时的状态检测方法的具体实施例，方法如下：
应用健康检测程序启动；
应用健康检测程序通过Http请求与状态服务器建立连接，状态服务器用于获取应用启动状态标识；
状态服务器通过http响应应用启动状态标识至应用健康检测程序；
在应用启动前，通过Java应用启动参数配置添加上-javaagent:ha-status-agent,jar(状态检查中间件)；
JVM启动(Java应用启动)；
加载org/springframework/context/support/AbstractApplication-Context类时，通过植入状态标识后的字节码替换原有字节码；
SpringContext应用启动；
Refresh()方法中prepareRefresh方法被调用，启动状态标识修改为启动中；修改启动状态标识为启动中；
如果在启动阶段失败，会阻塞下一步的状态修改；
Refresh()方法中finishRefresh方法被调用，启动状态标识修改为启动完成；修改启动状态标识为启动完成，将启动状态反馈至状态服务器；
持续执行应用中业务逻辑；
应用启动结束后，修改启动状态标识为关闭；将启动状态反馈至状态服务器。
本发明实施例通过外部挂载的Javaagent机制修改SpringContext字节码，完成启动状态判断逻辑绑定到SpringContext生命周期，实现极高的启动状态判断准确性、通用性和无需被检测应用中维护代码，对优雅更新/k8s更新场景下应用更新启动出故障时，保障服务整体可用有非常大的帮助。
其中k8s为kubernetes的缩写，k8s为管理云平台中多个主机上的容器化的应用,Kubernetes提供了应用部署，规划，更新，维护的一种机制。
需要说明的是，上述各步骤之间并不必然存在一定的先后顺序，本领域普通技术人员，根据本发明实施例的描述可以理解，不同实施例中，上述各步骤可以有不同的执行顺序，亦即，可以并行执行，亦可以交换执行等等。
上面对本发明实施例中的应用启动时的状态检测方法进行了描述，下面对本发明实施例中的应用启动时的状态检测系统进行描述，请参阅图3，图3是本发明实施例中一种应用启动时的状态检测系统的另一实施例的硬件结构示意图，如图3所示，系统10包括：存储器101、处理器102及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器101执行时实现以下步骤：
预先将启动状态检测插件植入目标应用的运行代码中；
被检测的目标应用启动时，执行启动状态检测插件；
获取所述启动状态检测插件返回的启动状态标识符；
根据所述启动状态标识符，获取目标应用的启动状态数据。
具体的实施步骤与方法实施例相同，此处不再赘述。
可选地，计算机程序被处理器101执行时还实现以下步骤：
通过http访问启动状态检测插件的端口，通过端口获取所述启动状态检测插件返回的启动状态标识符。
具体的实施步骤与方法实施例相同，此处不再赘述。
可选地，计算机程序被处理器101执行时还实现以下步骤：
若所述启动状态标识符为预先定义的第一标识符，则判定目标应用处于应用启动正常完成状态。
具体的实施步骤与方法实施例相同，此处不再赘述。
可选地，计算机程序被处理器101执行时还实现以下步骤：
若所述启动状态标识符为预先定义的第二标识符，则目标应用处于应用启动过程中状态或应用启动失败状态。
具体的实施步骤与方法实施例相同，此处不再赘述。
可选地，计算机程序被处理器101执行时还实现以下步骤：
预先将启动状态检测插件植入目标应用的运行代码中；
被检测的目标应用启动时，执行启动状态检测插件；
获取所述启动状态检测插件返回的启动状态标识符；
根据所述启动状态标识符，获取目标应用的启动状态数据。
具体的实施步骤与方法实施例相同，此处不再赘述。
本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如，执行以上描述的图2中的方法步骤S100至步骤S400。
作为示例，非易失性存储介质能够包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦ROM(EEPROM)或闪速存储器。易失性存储器能够包括作为外部高速缓存存储器的随机存取存储器(RAM)。通过说明并非限制，RAM可以以诸如同步RAM(SRAM)、动态RAM、(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、Synchlink DRAM(SLDRAM)以及直接Rambus(兰巴斯)RAM(DRRAM)之类的许多形式得到。本发明实施例中所描述的操作环境的所公开的存储器组件或存储器旨在包括这些和/或任何其他适合类型的存储器中的一个或多个。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种应用启动时的状态检测方法，其特征在于，包括：
预先将启动状态检测插件植入目标应用的运行代码中；
被检测的目标应用启动时，执行启动状态检测插件；
获取所述启动状态检测插件返回的启动状态标识符；
根据所述启动状态标识符，获取目标应用的启动状态数据。
2.根据权利要求1所述的应用启动时的状态检测方法，其特征在于，所述获取所述启动状态检测插件返回的启动状态标识符，包括：
通过http访问启动状态检测插件的端口，通过端口获取所述启动状态检测插件返回的启动状态标识符。
3.根据权利要求2所述的应用启动时的状态检测方法，其特征在于，根据所述启动状态标识符，获取目标应用的启动状态数据，包括：
若所述启动状态标识符为预先定义的第一标识符，则判定目标应用处于应用启动正常完成状态。
4.根据权利要求2所述的应用启动时的状态检测方法，其特征在于，所述根据所述启动状态标识符，获取目标应用的启动状态数据，包括：
若所述启动状态标识符为预先定义的第二标识符，则目标应用处于应用启动过程中状态或应用启动失败状态。
5.根据权利要求1所述的应用启动时的状态检测方法，其特征在于，所述预先在目标应用的运行代码中植入启动状态检测插件，包括：
预先通过SpringContext托管运行目标应用的启动；
通过Javaagent将启动状态检测插件插入目标应用的运行代码中，所述SpringContext用于根据启动状态检测插件的检测结果对启动状态标识符进行修改。
6.一种应用启动时的状态检测系统，其特征在于，所述系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现以下步骤：
预先将启动状态检测插件植入目标应用的运行代码中；
被检测的目标应用启动时，执行启动状态检测插件；
获取所述启动状态检测插件返回的启动状态标识符；
根据所述启动状态标识符，获取目标应用的启动状态数据。
7.根据权利要求6所述的应用启动时的状态检测系统，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时还实现以下步骤：
通过http访问启动状态检测插件的端口，通过端口获取所述启动状态检测插件返回的启动状态标识符。
8.根据权利要求7所述的应用启动时的状态检测系统，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时还实现以下步骤：
若所述启动状态标识符为预先定义的第一标识符，则判定目标应用处于应用启动正常完成状态。
9.根据权利要求7所述的应用启动时的状态检测系统，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时还实现以下步骤：
若所述启动状态标识符为预先定义的第二标识符，则目标应用处于应用启动过程中状态或应用启动失败状态。
10.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，可使得所述一个或多个处理器执行权利要求1-5任一项所述的应用启动时的状态检测方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20221014 |