从telegraf改造谈golang多协程精确控制

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前言

telegraf是infuxdb公司开源出来的一个基于插件机制的收集metrics的 项目。整个架构和elastic公司的日志收集系统极其类似，具备良好的扩展性。与现在流行的各种exporter+promethues监控方案相比：

1. 大致具备良好的可扩展性。很容易增加自己的处理逻辑，在input，output，process，filter等环境定制自己专属的插件。
2. 统一了各种exporter，减少了部署各种exporter的工作量和维护成本。

目前telegraf改造工作基本上是两大部分：

1. 增加了一些telegraf不支持的插件，比如虚拟化(kvm，vmware等)，数据库(oracle)，k8s和openstack等input插件。
2. telegraf是基于配置文件的，所以会有两个问题，很难做分布式和无停机动态调度input任务。所以我们的工作就是将获取配置接口化，所有的配置文件来源于统一配置中心。然后就是改造无停机动态调度input。

在改造改造无停机动态调度input就涉及到golang多协程精确控制的问题。

一些golang常用并发手段

sync包下WaitGroup

具体事例：

 var wg sync.WaitGroup wg.Add(len(a.Config.Outputs)) for _, o := range a.Config.Outputs { go func(output *models.RunningOutput) { defer wg.Done() err := output.Write() if err != nil { log.Printf("E! Error writing to output [%s]: %s\n", output.Name, err.Error()) } }(o) } wg.Wait()

WaitGroup内部维护了一个counter，当counter数值为0时，表明添加的任务都已经完成。
总共有三个方法：

func (wg *WaitGroup) Add(delta int)

添加任务，delta参数表示添加任务的数量。

func (wg *WaitGroup) Done()

任务执行完成，调用Done方法，一般使用姿势都是defer wg.Done()，此时counter中会减一。

func (wg *WaitGroup) Wait()

通过使用sync.WaitGroup，可以阻塞主线程，直到相应数量的子线程结束。

chan struct{}，控制协程退出

启动协程的时候，传递一个shutdown chan struct{}，需要关闭该协程的时候，直接close(shutdown)。struct{}在golang中是一个消耗接近0的对象。
具体事例：

// gatherer runs the inputs that have been configured with their own // reporting interval. func (a *Agent) gatherer( shutdown chan struct{}, kill chan struct{}, input *models.RunningInput, interval time.Duration, metricC chan telegraf.Metric, ) { defer panicRecover(input) GatherTime := selfstat.RegisterTiming("gather", "gather_time_ns", map[string]string{"input": input.Config.Name}, ) acc := NewAccumulator(input, metricC) acc.SetPrecision(a.Config.Agent.Precision.Duration, a.Config.Agent.Interval.Duration) ticker := time.NewTicker(interval) defer ticker.Stop() for { internal.RandomSleep(a.Config.Agent.CollectionJitter.Duration, shutdown) start := time.Now() gatherWithTimeout(shutdown, kill, input, acc, interval) elapsed := time.Since(start) GatherTime.Incr(elapsed.Nanoseconds()) select { case <-shutdown: return case <-kill: return case <-ticker.C: continue } } }

借助chan 实现指定数量的协程或动态调整协程数量

当然这里必须是每个协程是幂等，也就是所有协程做的是同样的工作。
首先创建 一个 pool:= make(chan chan struct{}, maxWorkers)，maxWorkers为目标协程数量。
然后启动协程：

 for i := 0; i < s.workers; i++ { go func() { wQuit := make(chan struct{}) s.pool <- wQuit s.sFlowWorker(wQuit) }() }

关闭协程：

 func (s *SFlow) sFlowWorker(wQuit chan struct{}) { LOOP: for { select { case <-wQuit: break LOOP case msg, ok = <-sFlowUDPCh: if !ok { break LOOP } } // 此处执行任务操作 }

动态调整：

 for n = 0; n < 10; n++ { if len(s.pool) > s.workers { wQuit := <-s.pool close(wQuit) } }

多协程精确控制

在改造telegraf过程中，要想动态调整input,每个input都是唯一的，分属不同类型插件。就必须实现精准控制指定的协程的启停。
这个时候实现思路就是：实现一个kills map[string]chan struct{}，k为每个任务的唯一ID。添加任务时候，传递一个chan struct{}，这个时候关闭指定ID的chan struct{}，就能控制指定的协程。

// DelInput add input func (a *Agent) DelInput(inputs []*models.RunningInput) error { a.storeMutex.Lock() defer a.storeMutex.Unlock() for _, v := range inputs { if _, ok := a.kills[v.Config.ID]; !ok { return fmt.Errorf("input: %s,未找到，无法删除", v.Config.ID) } } for _, input := range inputs { if kill, ok := a.kills[input.Config.ID]; ok { delete(a.kills, input.Config.ID) close(kill) } } return nil }

添加任务：

// AddInput add input func (a *Agent) AddInput(shutdown chan struct{}, inputs []*models.RunningInput) error { a.storeMutex.Lock() defer a.storeMutex.Unlock() for _, v := range inputs { if _, ok := a.kills[v.Config.ID]; ok { return fmt.Errorf("input: %s,已经存在无法新增", v.Config.ID) } } for _, input := range inputs { interval := a.Config.Agent.Interval.Duration // overwrite global interval if this plugin has it's own. if input.Config.Interval != 0 { interval = input.Config.Interval } if input.Config.ID == "" { continue } a.wg.Add(1) kill := make(chan struct{}) a.kills[input.Config.ID] = kill go func(in *models.RunningInput, interv time.Duration) { defer a.wg.Done() a.gatherer(shutdown, kill, in, interv, a.metricC) }(input, interval) } return nil }

总结

简单介绍了一下telegraf项目。后续的优化和改造工作还在继续。主要是分布式telegraf的调度算法。毕竟集中化所有exporter以后，telegraf的负载能力受单机能力限制，而且也不符合高可用的使用目标。

本文转自中文社区-k8s与监控--从telegraf改造谈golang多协程精确控制