看好了，第二遍，SpringBoot单体应用真正的零停机无缝更新代码

前言

这篇文章是在juejin.cn/post/738590... 之后续写，上文中说过，还有黑科技可以让两个SpringBoot进程真正的共用同一个端口，其实不是两个，n个都可以。

这两篇文章都只讨论无负载，无nginx，无任何第三方工具支撑下，完成单个springboot程序零停机无缝更新代码。

无缝更新代码指的是，如果要更新代码，我们必须先停止原来启动的进程，那么在新的进程启动时，必将有段时间服务不可用，如果这段时间正好有用户访问，那么会影响体验。

目前一些解决办法是，启动两个不同的端口，让nginx做一个转发等。

还有上篇文章我们演示的一种奇技淫巧，但是上篇文章只是一招偷天换日的做法。

而本文是利用linux的一个特性，完成单体零停机无缝更新代码，所以说只能在linux上运行。

实现原理

其实，这就是一个端口无法被多个程序同时使用的问题，那么有没有办法让端口被多个程序使用呢，答案是有的，我们只需要给socket设置SO_REUSEPORT选项即可，这个选项是这么描述的：允许同一主机上的多个套接字绑定到同一端口，只要第一个服务器在绑定之前设置了这个选项，那么其他任意数量的socket都可以绑定相同的端口，前提是它们也设置了这个选项。

但是如果第一个socket的uid是A，那么其他非A运行的就无法绑定。

Nginx在1.9.1上也引用了这个功能，只需要在listen 后面加上reuseport可以了。

ini 复制代码

server {
    listen 6060 reuseport;
    charset utf-8;
}

而linux会随机挑选一个可用的进程，把流量转发给它。

但是jdk没有直接提供对ServerSocket设置SO_REUSEPORT选项的api(可能其他较新的jdk有)，即使有，Tomcat等容器也没有相关的设置，注意这里是直接，直接不行，间接是可以完成的。

那么我们如何做到？

即通过javaagent在运行时动态修改ServerSocket的创建，间接对他设置SO_REUSEPORT选项。

下面是一段c代码，演示了SO_REUSEPORT的使用，因为最终java创建socket的方法，也是要通过下面方法实现。

编译下面代码后，多次运行程序，不会出现端口被占用的问题。

c 复制代码

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdlib.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char const *argv[]) {

    int new_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int opt = 1;
    int addrlen = sizeof(address);
    char buffer[1024] = {0};


    int server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT,&opt, sizeof(opt));

    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(8080);

    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *) &address,
             sizeof(address)) < 0) {
        perror("绑定出错");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if (listen(server_fd, 3) < 0) {
        perror("监听出错");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    printf("监听中...\n");
    while (1){
        new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *) &address,
                            (socklen_t *) &addrlen);
        printf("accept...\n");
        char *hello = "Hello";
        send(new_socket, hello, strlen(hello), 0);
    }
    return 0;
}

而有了javaagent，我们可以修改要被加载的字节码，做一些手脚，Tomcat在创建ServerSocket的时候，是在NioEndpoint下的initServerSocket方法，其实主要看最后一个else，其他情况一般是用不到。

ServerSocketChannel的实现类下有一个字段private final FileDescriptor fd;，他就是c代码中socket函数的返回值，我们只要重新创建一个FileDescriptor，并对他设置SO_REUSEPORT选项，在通过反射修改这个值即可，如何创建FileDescriptor，跟踪下ServerSocketChannel.open()就知道了，通过调用sun.nio.ch.Net#serverSocke来创建，Net类下还有一个setIntOption0方法，用来设置Socket的选项，同setsockopt一样。

arduino 复制代码

private static native void setIntOption0(
    FileDescriptor fd,              // 文件描述符，对应底层 socket 的 fd
    boolean mayNeedConversion,      // 是否需要转换（可能用于字节序或 IPv4/IPv6 兼容处理）
    int level,                      // 套接字选项的层级（如 SOL_SOCKET, IPPROTO_TCP 等）
    int opt,                        // 具体的选项（如 SO_REUSEADDR, TCP_NODELAY 等）
    int arg,                        // 选项的值（整数，例如 1 表示开启，0 表示关闭）
    boolean isIPv6                  // 是否是 IPv6 socket
) throws IOException;

而SO_REUSEPORT选项得值是15。

具体的源码放在github(github.com/houxinlin/m...%25EF%25BC%258C "https://github.com/houxinlin/multi-bind-boot)%EF%BC%8C") clone下来后执行./gradlew jar打包成jar，输出的结果在build/libs目录下。

下面我们进行一个测试，这段代码，单体应用下，返回值肯定都是一样的数。

java 复制代码

@RestController()
@RequestMapping("simple")
public class TestController {
    private static final int value = new Random().nextInt();

    @GetMapping("test")
    public String test() {
        return value + "";
    }

}

把上面程序打包成jar后，通过下面命令启动。

java 复制代码

java --add-opens java.base/sun.nio.ch=ALL-UNNAMED  -javaagent:/home/LinuxWork/project/java/multi-bind-noot/build/libs/agent-test-1.0-SNAPSHOT.jar -jar springboot-test-0.0.1-SNAPSHOT.jar

--add-opens java.base/sun.nio.ch=ALL-UNNAMED 这个参数是Java 9 之后才出现的，用来解决 模块访问限制的问题。

-javaagent参数指定agent的编译结果，用于在运行时候动态修改字节码。

启动后我们使用Idea最好用的接口调试插件Cool Request测试，没有任何问题。

这个时候，你要更新代码，要在返回值前面增加一个"随机数是".

java 复制代码

@RestController()
@RequestMapping("simple")
public class TestController {
    private static final int value = new Random().nextInt();

    @GetMapping("test")
    public String test() {
        return "随机数是："+value ;
    }

}

代码修改成功后，我们不要停止老进程，而是直接启动，你会发现，不会出现端口被占用的错误提示。

使用Idea最好用的接口调试插件Cool Request再次测试，可以发现代码已经更新成功。

但是这就有问题了，老进程会得到请求吗，答案是会的，Linux会随机分配，至于是不是随机分配，目前不太清楚，总之我还没有找到规律。

使用Cool Request的压力测试模块，设置总共请求500次，使用8个线程，从这些请求中可以得到以下两个不同结果，证明了v1和v2版本的系统都同时在运行。

这时候只要停止老进程就可以了，可以通过javaagent自动完成，启动时，先获取到老进程的pid，等启动完成后，向老进程发送9、15等终止信号，实现无缝切换的目的，做到真正的零延时。