使用ASP.NET Core 实现Docker的HealthCheck指令

C#

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2019-5-9

 写在前面

         HealthCheck 不仅是对应用程序内运行情况、数据流通情况进行检查, 还包括应用程序对外部服务或依赖资源的健康检查。

健康检查通常是以暴露应用程序的HTTP端点的形式 实施,可用于配置健康探测的的场景有 :

  • 容器或负载均衡器 探测应用状态,执行既定策略,例如:容器探测到应用unhealthy可终止后续的滚动部署或者重启容器;负载均衡器探测到实例unhealthy能将请求路由到健康的运行实例。

  • 对应用程序种依赖的第三方服务进行健康探测,比如redis、database、外部服务接口

  • 内存、硬盘、网络等物理依赖资源的探测

HealthCheck提供一种 告知外部应用运行状态的机制

容器HEALTHCHECK指令

  一般情况下我们很容易知道容器正在运行[running], 但容器作为相对独立的应用执行环境,有时候并不知道容器是否以预期的方式正确运作[working]

Dockerfile/ docker-compose.yml文件提供的 HEALTHCHECK指令提供了探测容器正确工作的轮询机制,轮询内容可由应用自身决定。

该指令定义轮询参数interval、探测超时参数timeout、 重试参数retries 进行不间断探测容器:

// 通过在容器内运行shell命令来探测容器健康状态, 命令返回值0表示容器healthy, 命令返回值1表示unhealthy
EALTHCHECK [OPTIONS] CMD command  

对于容器内Web应用,自然而然会想到使用暴露HTTP端点的方式去探测,并将error response认定为unhealthy

// 容器每隔5min请求应用程序的http://localhost(重试3次),成功响应则返回0,错误响应则返回1
HEALTHCHECK --interval=5m --timeout=3s --retries=3 CMD curl -f http://localhost:5000/healthz || exit 1

下面我们会将渐进式演示 使用Docker平台的HEALTHCHECK指令对接 ASP.NET Core程序的健康检查能力

 

 ASP.NET Core 实现HealthCheck

  ASPNET Core在2.2版本内置了健康检查的能力, 使用的是一个HealthCheck Middleware, 该中间件是一个终端中间件,满足该路径的url请求,将会被该中间件处理。

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

  请求/healthcheck端点, 程序会进行健康检查逻辑并响应输出, 默认的行为:

     ① 对healthy、degraded状态返回200 OK 响应码; 对于unhealthy返回503 Service Unavailable 响应码

     ② 响应体只会包含简单的HealthStatus枚举字符串

     ③ 将每次健康检查的结果写入HealthReport对象。

   作为企业级项目,存在对Web项目物理资源和服务依赖的健康检查需求, 这里我们为避免重复造轮子,引入了开源的力量。

 开源社区对HealthCheck的支持

 开源的企业级AspNetCore.Diagnostics.HealthChecks系列组件,该系列组件支持多种物理资源和服务依赖的健康检查,支持报告推送,支持友好的检查报告UI(支持后台轮训检查)、支持webhook通知。

下面的步骤演示了对web程序HTTP请求、Redis、Sqlite等服务进行健康检查的端点配置

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

    ② startup中配置并启用健康检查

// 以下代码截取自 Startup.ConfigureServices方法,对swagger服务地址、redis、sqlte进行健康检查
services.AddHealthChecks().AddAsyncCheck("Http", async () =>
                      {
                        using (HttpClient client = new HttpClient())
                        {
                            try
                            {
                                var response = await client.GetAsync("http://localhost:5000/swagger");
                                if (!response.IsSuccessStatusCode)
                                {
                                    throw new Exception("Url not responding with 200 OK");
                                }
                            }
                            catch (Exception)
                            {
                                return await Task.FromResult(HealthCheckResult.Unhealthy());
                            }
                        }
                        return await Task.FromResult(HealthCheckResult.Healthy());
                    })
                    .AddSqlite(
                        sqliteConnectionString: Configuration.GetConnectionString("sqlite"),
                        healthQuery: "select count(*) as count from ProfileUsageCounters;",
                        name: "sqlite",
                        failureStatus: HealthStatus.Degraded,
                        tags: new string[] { "db", "sqlite", "sqlite" }
                     )
                    .AddRedis(Configuration.GetConnectionString("redis"), "redis", HealthStatus.Unhealthy, new string[] { "redis", "redis" })
                    .Services
                    .AddMvc();

// 以下代码截取自Startup.Configure方法: 启用/healthz作为检查端点
 app.UseHealthChecks("/healthz").UseMvcWithDefaultRoute();    //  这里仍然只会响应 200/503状态码+简单的HealthStatus枚举值

     小技巧:你也可以使用UseHealthChecks()扩展方法修改默认的响应输出, 这里我们可引入HealthChecks.UI.Client nuget package输出更加详细的的HealthReport

  app.UseHealthChecks("/healthz", new HealthCheckOptions()
                {
                    Predicate = _ => true,
                    ResponseWriter =  UIResponseWriter.WriteHealthCheckUIResponse  // 该响应输出是一个json,包含所有检查项的详细检查结果
                });

注意

    上文配置的HEALTHCHECK 指令: 

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

      并不关注响应体输出,依然对于success response 返回0, error response返回1。

    

 测试容器的HEALTHCHECK输出

    使用docker ps命令可查看容器的状态, 通过docker inspect [container_id] 查看容器HealthCheck的输出

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

   容器在启动的时候是starting, 一旦监测到成功的响应状态码,将会转换为healthy 并将会持续间隔轮询检查。

 附加知识点

   抛开Docker的HEALTHCHECK指令、负载均衡器的轮询机制不谈,我们的Web自身也可以进行 轮询健康检查并给出告警。

就我们上面的Web 实例来说,我们只对外提供的是一个 /healthcheck 检查端点,引入HealthChecks.UI.dll 将会在前端生成友好的HealthReport 界面, 该库支持后台轮询检查、支持webhook 通知。

这里就不展开说明,自行前往AspNetCore.Diagnostics.HealthChecks查看响应文档,效果如下:

至此,本文内容完毕:

   –  使用ASP.NETCore 框架实现一个稍复杂的HealthCheck端点 /healthz

    – 使用docker的HEALTHCHECK 指令对接Web程序健康检查端点(该能力是实现容器自愈的基础, 请关注后续博文)。

作者:
Julian_酱

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作者:Julian_酱