学习Nginx（四）：平滑升级与回滚

Linux技术宅 2024-05-12

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[作者] 朱熹 [朝代] 南宋

半亩方塘一鉴开，天光云影共徘徊。

问渠那得清如许？为有源头活水来。

前言

Nginx的平滑升级是指在不停掉老进程的情况下，启动新进程，并逐步将请求切换到新进程上，从而实现无缝升级。

在进行Nginx平滑升级之前，仔细阅读Nginx的官方文档和升级指南，根据实际情况进行操作。建议在测试环境中进行充分的测试，确保升级过程的稳定性和可靠性。

源码编译方式

备份

备份当前的Nginx配置文件和数据，以防止在升级过程中发生意外情况导致数据丢失。

# 编译安装目录
[root@RockyLinux9 ~]# ll usr/local/nginx/
total 4
drwxr-xr-x. 2 nginx nginx 4096 May 11 13:43 conf
drwxr-xr-x. 2 nginx nginx   40 May 11 13:42 html
drwxr-xr-x. 2 nginx nginx    6 May 11 13:42 logs
drwxr-xr-x. 2 nginx nginx   19 May 11 13:42 sbin


# 备份
tar czvf opt/nginx-backup-$(date +%Y%m%d-%H-%M-%S).tar.gz usr/local/nginx/

下载新版本

从Nginx官方网站下载最新版本的Nginx源码包。

[root@RockyLinux9 ~]# curl -O https://nginx.org/download/nginx-1.26.0.tar.gz

解压和编译

解压下载的源码包，并进入源码目录。根据之前的编译参数（可以通过nginx -V命令查看），使用相同的参数重新编译新版本Nginx。注意，在编译时不要使用make install命令安装，因为这会覆盖旧版本的Nginx。

# 查看已安装版本及依赖项
[root@RockyLinux9 nginx-1.24.0]# nginx -V
nginx version: nginx/1.24.0
built by gcc 11.4.1 20231218 (Red Hat 11.4.1-3) (GCC)
built with OpenSSL 3.0.7 1 Nov 2022
TLS SNI support enabled
configure arguments: --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-http_realip_module --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-pcre --with-stream --with-stream_ssl_module --with-stream_realip_module


# 解压
[root@RockyLinux9 ~]# tar xf nginx-1.26.0.tar.gz
[root@RockyLinux9 ~]# cd nginx-1.26.0


# 编译
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-http_realip_module --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-pcre --with-stream --with-stream_ssl_module --with-stream_realip_module


#只执行make，会在objs目录下生成新的二进制文件
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# make
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# objs/nginx -v
nginx version: nginx/1.26.0

替换二进制文件

将编译好的新版本Nginx的二进制文件替换旧版本的二进制文件。

# 备份
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# mv usr/local/nginx/sbin/nginx{,.old}


# 拷贝文件
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# cp objs/nginx usr/local/nginx/sbin/
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# chown nginx:nginx usr/local/nginx/sbin/nginx
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# ll usr/local/nginx/sbin/
total 11168
-rwxr-xr-x. 1 nginx nginx 5753480 May 11 17:10 nginx
-rwxr-xr-x. 1 nginx nginx 5678264 May 11 13:42 nginx.old

发送USR2信号

向旧版本的Nginx主进程发送USR2信号。Nginx主进程在接收到USR2信号后，会启动一个新的Nginx主进程（使用新版本的二进制文件），并继续处理当前的请求。同时，旧的主进程会变为守护进程，不再接受新的请求，但会继续处理当前已连接的请求。

#查看进程，仍为老版本的进程
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# ps auxf|grep nginx
root        4704  0.0  0.0   9924  2052 ?        Ss   17:09   0:00 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx -c usr/local/nginx/conf/nginx.conf
nginx       4705  0.0  0.1  14200  5252 ?        S    17:09   0:00  \_ nginx: worker process
nginx       4706  0.0  0.1  14200  5252 ?        S    17:09   0:00  \_ nginx: worker process


[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# curl -I 127.0.0.1
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx/1.24.0


# 发送USR2信号
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# kill -USR2 `cat usr/local/nginx/logs/nginx.pid`


# 生成了新的master进程和两个worker进程
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# ps auxf|grep nginx
root        4704  0.0  0.0   9924  2436 ?        Ss   17:09   0:00 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx -c usr/local/nginx/conf/nginx.conf
nginx       4705  0.0  0.1  14200  5252 ?        S    17:09   0:00  \_ nginx: worker process
nginx       4706  0.0  0.1  14200  5252 ?        S    17:09   0:00  \_ nginx: worker process
root        4725  0.0  0.1   9932  6528 ?        S    17:11   0:00  \_ nginx: master process usr/local/nginx/sbin/nginx -c usr/local/nginx/conf/nginx.conf
nginx       4726  0.0  0.1  14208  4996 ?        S    17:11   0:00      \_ nginx: worker process
nginx       4727  0.0  0.1  14208  4996 ?        S    17:11   0:00      \_ nginx: worker process

报错日志如下：发送USR2信号后，未生成新的master进程

# cat /usr/local/nginx/logs/error.log
[alert] 55522#0: execve() failed while executing new binary process "nginx" (2: No such file or directory)

原因：因启动时使用nginx（软链接指向/usr/sbin目录）命令启动，而非绝对路径（/usr/local/nginx/sbin/nginx）文件
处理：结束原有进程，以服务方式启动

[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
# or
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# systemctl start nginx

发送WINCH信号

等待一段时间，确保新版本的Nginx主进程已经启动并稳定运行后，向旧的主进程发送WINCH信号。旧的主进程在接收到WINCH信号后，会逐步关闭其下的工作进程（worker process），并将连接平滑地转移到新的主进程上。

# 生成了新的PID文件
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# ll usr/local/nginx/logs/
total 20
-rw-r--r--. 1 root root 4719 May 11 17:26 access.log
-rw-r--r--. 1 root root 2823 May 11 17:26 error.log
-rw-r--r--. 1 root root    5 May 11 17:11 nginx.pid
-rw-r--r--. 1 root root    5 May 11 17:09 nginx.pid.oldbin


# 发送WINCH信号
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# kill -WINCH `cat usr/local/nginx/logs/nginx.pid.oldbin`


# 旧的worker进程已经没有了
# 若此时有占用的worker进程，会处于等待关闭状态，待当前任务结束后关闭
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# ps auxf|grep nginx
root        4704  0.0  0.0   9924  2436 ?        Ss   17:09   0:00 nginx: master process usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
root        4725  0.0  0.1   9932  6528 ?        S    17:11   0:00  \_ nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
nginx       4726  0.0  0.1  14208  4996 ?        S    17:11   0:00      \_ nginx: worker process
nginx       4727  0.0  0.1  14208  4996 ?        S    17:11   0:00      \_ nginx: worker proces

验证新版本

检查新版本的Nginx是否正常运行，并验证配置文件是否生效。可以通过查看Nginx的日志文件或使用nginx -t命令来验证配置文件的正确性。

[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# nginx -v
nginx version: nginx/1.26.0


#查看新的连接已使用新版本来响应了
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# curl -I 127.0.0.1
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx/1.26.0

发送QUIT信号

在对升级后的服务观察一段时间后，确认业务没有问题，发送QUIT信号，结束旧的master进程。

[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# kill -QUIT `cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid.oldbin`
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# ps auxf|grep nginx
root        4725  0.0  0.1   9932  6528 ?        S    17:11   0:00 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
nginx       4726  0.0  0.1  14208  5380 ?        S    17:11   0:00  \_ nginx: worker process
nginx       4727  0.0  0.1  14208  5252 ?        S    17:11   0:00  \_ nginx: worker process

回滚

如果在升级过程中遇到问题或新版本Nginx无法正常工作，可以进行回滚操作来恢复到旧版本的Nginx。

此操作需要在上一步：发送QUIT信号之前操作。

#此时的进程情况
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# ps auxf|grep nginx
root        4704  0.0  0.0   9924  2436 ?        Ss   17:34   0:00 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
root        4725  0.0  0.1   9932  6528 ?        S    17:37   0:00  \_ nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
nginx       4726  0.0  0.1  14208  4996 ?        S    17:37   0:00      \_ nginx: worker process
nginx       4727  0.0  0.1  14208  4996 ?        S    17:37   0:00      \_ nginx: worker process


# 发现业务出现问，需要进行回滚操作
# 恢复原二进制文件
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# mv /usr/local/nginx/sbin/nginx{.old,}
mv: overwrite '/usr/local/nginx/sbin/nginx'? y


[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# ll /usr/local/nginx/sbin/
total 5548
-rwxr-xr-x. 1 nginx nginx 5678264 May 11 13:42 nginx


# 查看二进制程序版本
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# nginx -v
nginx version: nginx/1.24.0


# 检查配置文件
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# nginx -t
nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful


# 发送HUP信号，启用旧master的worker进程
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# kill -HUP `cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid.oldbin`
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# !ps
ps auxf|grep nginx
root        4704  0.0  0.0   9924  2436 ?        Ss   17:34   0:00 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
root        4725  0.0  0.1   9932  6528 ?        S    17:37   0:00  \_ nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
nginx       4726  0.0  0.1  14208  5380 ?        S    17:37   0:00  |   \_ nginx: worker process
nginx       4727  0.0  0.1  14208  5124 ?        S    17:37   0:00  |   \_ nginx: worker process
nginx       5007  0.0  0.1  14200  4996 ?        S    18:01   0:00  \_ nginx: worker process
nginx       5008  0.0  0.1  14200  4996 ?        S    18:01   0:00  \_ nginx: worker process


# 查看Web响应版本
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# curl -I 127.0.0.1
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx/1.26.0


# 发送QUIT信号，退出新的master进程
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# kill -QUIT `cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid`
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# ps auxf|grep nginx
root        5022  0.0  0.0   6408  2176 pts/2    S+   18:08   0:00  |           \_ grep --color=auto nginx
root        4704  0.0  0.0   9924  2436 ?        Ss   17:34   0:00 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
nginx       5007  0.0  0.1  14200  4996 ?        S    18:01   0:00  \_ nginx: worker process
nginx       5008  0.0  0.1  14200  4996 ?        S    18:01   0:00  \_ nginx: worker process


# 查看当前Web响应版本，已恢复到旧版本
[root@RockyLinux9 nginx-1.26.0]# curl -I 127.0.0.1
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx/1.24.0

二进制包方式

在原服务通过dnf/yum等包管理器安装的Nginx，再通过此方式来升级时，不会提供平滑升级的选项，因为包管理器会进行整个包的替换，包括二进制文件、配置文件、库依赖等。这种方式会重启Nginx服务，因此不是真正的平滑升级。

如确实需要以这种方式升级Nginx服务，可以考虑以下步骤：

1.备份：备份当前的 Nginx 配置文件和数据。

2.在新机器上安装新版 Nginx：在一台与当前机器配置相似的新机器上安装最新版本的 Nginx。确保所有的库依赖都已满足，并且 Nginx 能够正常启动和运行。

3.检查配置和依赖兼容性：比较新机器和原机器上的 Nginx 配置文件，确保它们是一致的或者已根据新版本进行了必要的调整。同时，检查新版本 Nginx 所依赖的库是否与原机器上的版本兼容。

4.替换二进制文件：在确认配置和依赖兼容性后，停止原机器上的 Nginx 服务，并将新机器上的 Nginx 二进制文件复制到原机器上，替换旧的二进制文件。确保复制的文件具有正确的权限和所有权。

5.验证和测试：启动 Nginx 服务，并验证它是否正常运行。检查日志文件以确保没有错误或警告。进行必要的测试以确保新版本的 Nginx 能够正常处理请求。

6.回滚：如果在升级过程中遇到问题或新版本 Nginx 无法正常工作，您可以使用之前备份的配置文件和数据来恢复到旧版本的 Nginx。

注意: 这种手动替换二进制文件的方法存在很大的风险，并且可能会导致不可预见的问题。在生产环境中进行此类操作之前，务必在测试环境中进行充分的测试，并需要有足够的经验和资源来应对可能出现的问题。

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学习Nginx（四）：平滑升级与回滚

备份

下载新版本

解压和编译

替换二进制文件

发送USR2信号

报错日志如下：发送USR2信号后，未生成新的master进程

原因：因启动时使用nginx（软链接指向/usr/sbin目录）命令启动，而非绝对路径（/usr/local/nginx/sbin/nginx）文件

处理：结束原有进程，以服务方式启动

验证新版本

发送QUIT信号

回滚

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