Tech 导读 机器扩容后瞬间被高流量击穿,背后发生了什么?本文从实际案例入手,探讨在冷启动的场景下如何保护系统不被瞬间流量压垮。
01
现象回顾
在今年的敏捷团队建设中,我通过Suite执行器实现了一键自动化单元测试。Juint除了Suite执行器还有哪些执行器呢?由此我的Runner探索之旅开始了!
在一次ForceBot全链路压测中,有位同事负责的服务做Serverless扩容(负载达到50%之后自动扩容并上线接入流量)中,发现新扩容的机器被击穿,监控如下(关注2:40-3:15时间段的数据),可以看到,超高CPU,频繁FullGC,并且每次FullGC之后对内存并不回收(见FullGC时间段对应的堆内存的曲线,是一条横线)。
分析结论:内存已经被处理线程全部占完,FullGC之后基本收不回多少内存,那么意味着很快又会继续FullGC,频繁FullGC占用大量CPU时间片段和暂停会导致系统处理能力剧烈下降,最终导致整个JVM进入崩溃状态。
图1.监控示意
02
理解,首先 MCube 会依据模板缓存状态判断是否需要网络获取最新模板,当获取到模板后进行模板加载,加载阶段会将产物转换为视图树的结构,转换完成后将通过表达式引擎解析表达式并取得正确的值,通过事件解析引擎解析用户自定义事件并完成事件的绑定,完成解析赋值以及事件绑定后进行视图的渲染,最终将目标页面展示到屏幕。
如上只是理论分析,重新进行现象回放,模拟问题重现,目前订单单机400QPS下,CPU大概是达到30-40%,模拟一下在没有提前预热(重启Java服务)的情况下,使用压测脚本对服务进行请求回放,如下是一次重现的结果 (非必定,会有一定的概率重现),同样的高CPU、频繁FullGC,对内存无法被回收,JVM直接进入崩溃状态。
分析结论:需要避免瞬间流量让服务进入超高负载,进而被击穿。
图2.一次重现结果示意
03
理解,首先 MCube 会依据模板缓存状态判断是否需要网络获取最新模板,当获取到模板后进行模板加载,加载阶段会将产物转换为视图树的结构,转换完成后将通过表达式引擎解析表达式并取得正确的值,通过事件解析引擎解析用户自定义事件并完成事件的绑定,完成解析赋值以及事件绑定后进行视图的渲染,最终将目标页面展示到屏幕。
针对如上情况,尝试使用Sentinel的系统规则,在系统负载过高的时候自动进行熔断,避免系统过载导致被击穿,设置一条CPU不超过80%的系统保护规则,如下,通过后面几个过程,对比一下这条规则对我们系统的影响。
图3.设置一条CPU不超过80%的系统保护规则
3.1 冷启动状态下,没有设置系统保护规则的场景
在没有配置如上规则的情况下,即便没有被击穿,可以看到,在冷启动的状态下,系统大概需要5-7分钟的时间来让系统从“准崩溃状态”中恢复回来,如下是CPU监控视图(大概6分钟左右处于高负载的CPU状态下,一旦恢复回来,CPU仅在30-40%左右)。
图4.CPU监控视图示意
压测端在高CPU阶段QPS上不去,仅在50-100之间波动,CPU恢复之后,QPS迅速上涨到400,整个过程Sentinel无熔断发生。
图5.监控示意
3.2 热启动状态下,没有设置系统保护规则
在热启动状态下,我们在上面压测完一轮之后再压测一轮,可以看到这个时候系统就没有一个“预热过程”的“准崩溃状态”了。
图6.监控示意
3.3 冷启动状态下,设置系统保护规则
再压测一下冷启动状态下设置系统保护规则的情况(压测前重新启动一下Java进程,让应用处于“冷启动”的状态),看如下监控图,只要系统不进入“准崩溃状态”,那么系统会很快就恢复到正常状态,从下面图上看冷启动下对系统的影响只有前一分钟。
如下是压测端视图:
图7.压测端视图
如下是CPU的情况:
图8.CPU情况示意
如下是Sentinel熔断情况,有1分钟左右有熔断发生:
图9.Sentinel熔断情况示意
3.4 冷启动性能差之谜
冷启动过程性能比较慢,主要是有几方面因素导致:
1)HotSpot JVM优化:热点监测JVM会在程序运行期间不断对代码进行不同级别的优化,高频执行代码会被JIT Compiler优化到最佳的状态,而在冷启动开始运行的时候,代码还处于原始状态,性能相对会差
2)资源就绪情况:譬如一些线程池在开始运行之后才会被创建,Sentinel只有初次被访问之后才会开始初始化,或者程序中有一些连接是在启动之后才会开始建立
3)崩溃循环:当系统响应突然变慢之后-->意味着同样的吞吐量需要有更多的活跃线程-->意味着更多的活跃对象也同时意味着GC(不管是YGC还是FGC)发生的时候,一次回收的内存变少-->也意味着更多的CPU时间片被分配给了GC进一步导致CPU升高(叠加更多线程导致的线程切换)-->也意味系统响应进一步变慢,于是系统进入一个越来越糟的状态;同时另一方面,随着系统的运行,未初始化的资源初始化完毕,JVM代码逐步被JIT Compiler优化,这是让系统越来越好的积极因素;两股力量达到一个平衡点,系统进入一种准崩溃的状态,直到其中一股力量将局势逆转——系统崩溃或系统恢复。
04
理解,首先 MCube 会依据模板缓存状态判断是否需要网络获取最新模板,当获取到模板后进行模板加载,加载阶段会将产物转换为视图树的结构,转换完成后将通过表达式引擎解析表达式并取得正确的值,通过事件解析引擎解析用户自定义事件并完成事件的绑定,完成解析赋值以及事件绑定后进行视图的渲染,最终将目标页面展示到屏幕。
这个问题不仅仅出现在Serverless冷扩,如果有一天,你发现请求量暴涨负载过高,于是你扩容了机器,然后你接入了流量,哐当,被打崩了......这个场景是不是太过惨淡了🤣。
打造SAAS化服务的会员徽章体系,可以作为标准的产品化方案统一对外输出。结合现有平台的通用能力,实现会员行为全路径覆盖,并能结合企业自身业务特点,规划相应的会员精准营销活动,提升会员忠诚度和业务的持续增长。
▪
底层能力:维护用户基础数据、行为数据建模、用户画像分析、精准营销策略的制定
▪功能支撑:会员成长体系、等级计算策略、权益体系、营销底层能力支持
▪用户活跃:会员关怀、用户触达、活跃活动、业务线交叉获客、拉新促活