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300条数据变更引发的血案-记某十亿级核心mongodb集群部分请求不可用故障踩坑记

线上某核心 mongodb 集群数据量不大,单表数据量十亿级,但是该集群比较核心,影响公司收入流水。本文通过分享本次踩坑来分享整个故障经过,该故障为一次经典的 mongodb 分片 sharding 集群踩坑故障,包括变更通知不到位、部署架构不到位、变更考虑不仔细等。

关于作者

前滴滴出行技术专家,现任 OPPO 文档数据库 mongodb 负责人,负责 oppo 千万级峰值 TPS/十万亿级数据量文档数据库 mongodb 内核研发及运维工作,一直专注于分布式缓存、高性能服务端、数据库、中间件等相关研发。Github 账号地址:https://github.com/y123456yz

序言

    本文是《mongodb 源码实现、调优、最佳实践系列》专栏的第 18 篇文章,其他文章可以参考如下链接:

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300条数据变更引发的血案-记某十亿级核心mongodb集群部分请求不可用故障踩坑记

1. 问题背景

某核心 mongodb 历史集群(入职前就有的一个集群),在对现在所有 mongodb 集群进行风险梳理过程中,发现该集群存在一些潜在的集群抖动风险,该集群架构及流量时延曲线如下:

流量曲线如下:

时延曲线如下:

如上图所示,该分片集群由 3 个分片组成,集群读写流量很低,峰值 QPS 约 4-6W/s,平均时延 1ms,每个分片采用 mongodb 复制集架构实现高可用。通过巡检发现该集群存在如下几个问题:

  • 该集群只包含两个用户库,userbucket 库和 feeds_content 库,两个库中只有 feeds_xxxxxxx.collection1 启用了分片功能;第一个 userbucket 库存储集群路由信息,第二个 feeds_xxxxxxx 库存储约十亿数据信息;
  • 由于该集群主要是读多写少集群,读流量都是读取 feeds_xxxxxxx 库中的数据,并且客户端做了读写分离,所以几乎大部分读流量都在分片 1。分片 2 和分片 3 只有少量数据。

库表信息如下表所示:

上面的描述可以总结为下图:

从上图可以看出,分片 2 和分片 3 几乎没起到任何作用;由于分片 3 有两个节点为低 IO 的 sata 盘,可能影响 userbucket 库的读写,因此考虑直接 removeShard 从集群中剔除分片 3 和分片 2。

2. 操作过程

由于分片 3 为低 IO 服务器,有潜在抖动集群抖动分享;同时分片 2 和分片 3 几乎都是浪费的分片,因此打散直接通过如下 removeshad 命令删除分片 3 和分片 2 信息,腾出无用服务器资源,如下图所示:

  • 步骤 1:登陆任一一个代理,假设是代理 mongos1。
  • 步骤 2:由于分片 3(也就是 shard_8D5370B4 分片)为 userbucket 库的主分片,因此报错了,提示"you need to drop or movePrimary these databases",意思是我们需要提前把该库的主分片信息迁移到其他分片。
  • 步骤 3:通过 movePrimary 命令把 userbucket 库的主分片从分片 3 迁移到分片 1。

登陆监控列表中的其他两个代理 mongos2、mongos3,通过如下命令强制刷新路由信息: db.adminCommand({"flushRouterConfig":1})

注意事项:

由于 movePrimary 过程,其他代理不会感知到该库的主分片变化,因此需要强制刷新路由信息或者重启其他节点的 mongos,参考如下:

3. 用户反馈大部分请求业务请求不可用

对含有 300 条数据的 userbucket 库变更后,当我还在若无其事的处理其他集群性能调优的时候,用户突然很急的电话我反馈该核心集群整个访问不可用(注意:是整个 10 亿数据的集群不可用)。

收到电话后很突然,和业务人员详细对接后可以基本上确定是因为这 300 条数据变更引起。业务获取这 300 条数据的时候,部分请求获取成功,部分请求获取失败,说明肯定和 movePrimary 有关系。

于是,除了对监控列表中的所有代理做 flushRouterConfig 强制路由刷新外,还重启了所有的代理,但是业务反馈,还是有部分请求获取不到数据。比较棘手,我自己通过所有的 mongos 代理查看 userbucket 库下面的 300 条数据,完全可以获取到数据。

于是怀疑是不是还有未刷新路由的 mongos 代理,于是登陆任一 mongos 代理获取 config.mongos 表,查看结果如下:

上面的 config.mongos 表记录了该集群所有的代理信息,同时记录了这些代理和集群最后一次 ping 通信的详细时间信息。很明显,该表中记录的代理原不止集群监控列表中的代理个数,比监控列表中的个数要多。

最终,把 config.mongos 表中罗列的当前在线的所有代理强制通过 flushRouterConfig 刷新路由后,业务恢复。

4. 问题总结

通过前面的分析可以得出,由于早期集群监控中漏掉了部分代理,造成这部分代理对应的 userbucket 路由信息是 movePrimary 前的路由信息,也就是指向了错误的分片,因此出现了路由不到数据的情况,如下图所示:

  • 为何用户 userbucket 库对应表中数据有的成功有的失败?

     因为部分代理在 moveprimary 后,没有强制刷新该表路由信息,造成部分代理路由获取数据的时候路由错误。

  • 为何该 300 条数据部分路由信息错误会造成整个 10 亿集群部分访问不可用?

和业务实现逻辑有关系,因为业务在获取这 10 亿条数据前首先需要获取业务的路由信息,刚好业务路由信息存在了 userbucket 库对应表中,业务在获取数据前必须要获取到业务的路由信息数据,如果 userbucket 数据获取不到,用户就无法确定指向 feeds_xxxxxxx 数据。

  • 为何会遗漏部分代理重启或者强制路由刷新?

历史原因,造成部分代理业务代码有配置,但是服务端集群监控元数据遗漏了,也就是服务端集群监控漏掉了部分代理,这部分代理没有监控起来。也有可能是 mongos 代理扩容,但是集群监控列表中没有加入元数据。

  • movePrimary 操作最安全的操作方法?

官方建议 movePrimary 操作成功后需要强制路由刷新或者重启 mongos,但是 movePrimary 操作成功和 mongos 重启这个过程中有个中间状态,如果中间状态业务读或者些该迁移的库下面的表,还是可能路由错误。因此,最佳安全的 moveprimary 可以通过如下两个方法操作:

法一:shutdown 所有代理,只留下一个代理,等该代理 moveprimary 成功后在重启其他 mongos 代理。切记别遗漏代理,出现本文踩坑类似情况,提前检查 config.mongos 表。

法二:对主分片在该需要 removeShard 的分片的库中的所有表启用分片功能,启用分片功能后会有 chunk 信息,mongodb 会自动迁移该分片的 chunk 到其他分片,整个过程可以保证路由信息一致。

5. 《MongoDB 内核源码设计、性能优化、最佳运维实践》

https://github.com/y123456yz/reading-and-annotate-mongodb-3.6

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  • 本文为 InfoQ 中文站特供稿件
  • 首发地址https://www.infoq.cn/article/5932858d57db13d43a8b8d62a
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