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健康检查与优雅停机

问题​

服务端如何实现健康检查和优雅停机？在 K8s 环境下有什么特别考虑？

面试速答版

liveness 和 readiness 探针有什么区别？ 两个探针解决两个不同问题：

  • liveness（存活）：判断进程是否还活着，失败 → K8s 重启 Pod。检查应用本身是否还能响应。
  • readiness（就绪）：判断能否接收流量，失败 → K8s 从 Service 摘除（不重启）。检查依赖（DB、Redis）是否都连上了。
  • 典型场景：应用启动中（readiness 失败但 liveness 正常）、数据库暂时不可用（不需要重启，等恢复就好）。
  • startupProbe：启动慢的应用专用，启动期间暂停其他探针，避免被误重启。
  • 接口实现：/health 简单返 200，/ready 真实检查 db.queryRaw('SELECT 1') 和 redis.ping()。

优雅停机怎么实现？为什么直接 kill 不行？ 直接 kill 会导致进行中请求被中断、事务未提交、用户看到 502：

  • 监听 SIGTERM/SIGINT：K8s 删 Pod 时先发 SIGTERM，给应用清理时间。
  • 五步走：①标记 isShuttingDown=true，readiness 返 503 ②server.close() 停止接收新连接 ③等进行中请求完成 ④关闭 DB/Redis 连接 ⑤process.exit(0)。
  • 超时兜底：setTimeout(forceExit, 30000)，防止有连接卡住永不退出。
  • K8s 配置：terminationGracePeriodSeconds: 60 给应用足够时间，超过就强制 SIGKILL。
  • NestJS：app.enableShutdownHooks() 后 OnModuleDestroy 会自动调用。

答案​

健康检查​

health-check.ts
import express from 'express';

const app = express();

// 存活检查（liveness）：是否需要重启
app.get('/health', (_req, res) => {
  res.status(200).json({ status: 'ok' });
});

// 就绪检查（readiness）：是否能接收流量
app.get('/ready', async (_req, res) => {
  try {
    // 检查数据库连接
    await db.$queryRaw`SELECT 1`;
    // 检查 Redis 连接
    await redis.ping();
    res.status(200).json({ status: 'ready' });
  } catch (error) {
    res.status(503).json({ status: 'not ready', error: String(error) });
  }
});

K8s 探针配置​

deployment.yaml
spec:
  containers:
    - name: api
      livenessProbe:          # 失败 → 重启 Pod
        httpGet:
          path: /health
          port: 3000
        initialDelaySeconds: 10
        periodSeconds: 10
        failureThreshold: 3

      readinessProbe:         # 失败 → 从 Service 摘除
        httpGet:
          path: /ready
          port: 3000
        initialDelaySeconds: 5
        periodSeconds: 5

      startupProbe:           # 启动完成前不执行其他探针
        httpGet:
          path: /health
          port: 3000
        failureThreshold: 30
        periodSeconds: 2

优雅停机​

graceful-shutdown.ts
const server = app.listen(3000);

let isShuttingDown = false;

async function gracefulShutdown(signal: string) {
  console.log(`Received ${signal}, starting graceful shutdown...`);
  isShuttingDown = true;

  // 1. 停止接受新连接
  server.close(async () => {
    console.log('HTTP server closed');

    // 2. 等待进行中的请求完成
    // 3. 关闭数据库连接
    await db.$disconnect();
    // 4. 关闭 Redis 连接
    await redis.quit();
    // 5. 清理其他资源
    console.log('All resources cleaned up');
    process.exit(0);
  });

  // 超时强制退出
  setTimeout(() => {
    console.error('Forced shutdown after timeout');
    process.exit(1);
  }, 30000);
}

// 健康检查中间件：停机中返回 503
app.use((req, res, next) => {
  if (isShuttingDown) {
    return res.status(503).json({ error: 'Server is shutting down' });
  }
  next();
});

process.on('SIGTERM', () => gracefulShutdown('SIGTERM'));
process.on('SIGINT', () => gracefulShutdown('SIGINT'));

常见面试问题​

Q1: liveness 和 readiness 的区别？​

答案：

  • liveness：应用是否存活。失败 → K8s 重启 Pod
  • readiness：应用是否就绪。失败 → K8s 不发流量到该 Pod

典型场景：应用启动中（readiness 失败但 liveness 正常），或依赖的数据库暂时不可用。

Q2: 为什么需要优雅停机？​

答案：

直接 kill 进程会导致：

  • 进行中的请求被中断（用户看到 502）
  • 数据库事务未提交
  • 消息队列中的任务丢失

优雅停机确保已接收的请求处理完毕、资源正确释放。

Q3: NestJS 中如何实现优雅停机？​

答案：

// main.ts
app.enableShutdownHooks(); // 启用生命周期钩子

// service.ts
@Injectable()
class AppService implements OnModuleDestroy {
  async onModuleDestroy() {
    await this.cleanup();
  }
}

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