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          突發(fā)流量引發(fā)的Dubbo擁堵,該怎么辦?

          共 21043字,需瀏覽 43分鐘

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          2020-11-03 16:10

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          回復(fù)“資源”獲取獨(dú)家整理的學(xué)習(xí)資料!

          作者 |?nxlhero

          來源 |?https://blog.51cto.com/nxlhero/2515849
          文章內(nèi)容結(jié)構(gòu)

          第一部分介紹生產(chǎn)上出現(xiàn)Dubbo服務(wù)擁堵的情況,以及Dubbo官方對(duì)于單個(gè)長連接的使用建議。


          第二部分介紹Dubbo在特定配置下的通信過程,輔以代碼。


          第三部分介紹整個(gè)調(diào)用過程中與性能相關(guān)的一些參數(shù)。


          第四部分通過調(diào)整連接數(shù)和TCP緩沖區(qū)觀察Dubbo的性能。


          一、背景


          生產(chǎn)擁堵回顧


          近期在一次生產(chǎn)發(fā)布過程中,因?yàn)橥话l(fā)的流量,出現(xiàn)了擁堵。系統(tǒng)的部署圖如下,客戶端通過Http協(xié)議訪問到Dubbo的消費(fèi)者,消費(fèi)者通過Dubbo協(xié)議訪問服務(wù)提供者。這是單個(gè)機(jī)房,8個(gè)消費(fèi)者3個(gè)提供者,共兩個(gè)機(jī)房對(duì)外服務(wù)。

          在發(fā)布的過程中,摘掉一個(gè)機(jī)房,讓另一個(gè)機(jī)房對(duì)外服務(wù),然后摘掉的機(jī)房發(fā)布新版本,然后再互換,最終兩個(gè)機(jī)房都以新版本對(duì)外服務(wù)。問題就出現(xiàn)單機(jī)房對(duì)外服務(wù)的時(shí)候,這時(shí)候單機(jī)房還是老版本應(yīng)用。以前不知道晚上會(huì)有一個(gè)高峰,結(jié)果當(dāng)晚的高峰和早上的高峰差不多了,單機(jī)房扛不住這么大的流量,出現(xiàn)了擁堵。這些流量的特點(diǎn)是并發(fā)比較高,個(gè)別交易返回報(bào)文較大,因?yàn)槭且粋€(gè)產(chǎn)品列表頁,點(diǎn)擊后會(huì)發(fā)送多個(gè)交易到后臺(tái)。


          在問題發(fā)生時(shí),因?yàn)椴磺宄顟B(tài),先切到另外一個(gè)機(jī)房,結(jié)果也擁堵了,最后整體回退,折騰了一段時(shí)間沒有問題了。當(dāng)時(shí)有一些現(xiàn)象:


          (1)提供者的CPU內(nèi)存等都不高,第一個(gè)機(jī)房的最高CPU 66%(8核虛擬機(jī)),第二個(gè)機(jī)房的最高CPU 40%(16核虛擬機(jī))。消費(fèi)者的最高CPU只有30%多(兩個(gè)消費(fèi)者結(jié)點(diǎn)位于同一臺(tái)虛擬機(jī)上)


          (2)在擁堵的時(shí)候,服務(wù)提供者的Dubbo業(yè)務(wù)線程池(下面會(huì)詳細(xì)介紹這個(gè)線程池)并沒滿,最多到了300,最大值是500。但是把這個(gè)機(jī)房摘下后,也就是沒有外部的流量了,線程池反而滿了,而且好幾分鐘才把堆積的請(qǐng)求處理完。


          (3)通過監(jiān)控工具統(tǒng)計(jì)的每秒進(jìn)入Dubbo業(yè)務(wù)線程池的請(qǐng)求數(shù),在擁堵時(shí),時(shí)而是0,時(shí)而特別大,在日間正常的時(shí)候,這個(gè)值不存在為0的時(shí)候。


          事故原因猜測(cè)


          當(dāng)時(shí)其他指標(biāo)沒有檢測(cè)到異常,也沒有打Dump,我們通過分析這些現(xiàn)象以及我們的Dubbo配置,猜測(cè)是在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生了擁堵,而影響擁堵的關(guān)鍵參數(shù)就是Dubbo協(xié)議的連接數(shù),我們默認(rèn)使用了單個(gè)連接,但是消費(fèi)者數(shù)量較少,沒能充分把網(wǎng)絡(luò)資源利用起來。


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          默認(rèn)的情況下,每個(gè)Dubbo消費(fèi)者與Dubbo提供者建立一個(gè)長連接,Dubbo官方對(duì)此的建議是:

          Dubbo 缺省協(xié)議采用單一長連接和 NIO 異步通訊,適合于小數(shù)據(jù)量大并發(fā)的服務(wù)調(diào)用,以及服務(wù)消費(fèi)者機(jī)器數(shù)遠(yuǎn)大于服務(wù)提供者機(jī)器數(shù)的情況。


          反之,Dubbo 缺省協(xié)議不適合傳送大數(shù)據(jù)量的服務(wù),比如傳文件,傳視頻等,除非請(qǐng)求量很低。


          (http://dubbo.apache.org/zh-cn/docs/user/references/protocol/dubbo.html)


          以下也是Dubbo官方提供的一些常見問題回答:

          為什么要消費(fèi)者比提供者個(gè)數(shù)多?


          因 dubbo 協(xié)議采用單一長連接,假設(shè)網(wǎng)絡(luò)為千兆網(wǎng)卡,根據(jù)測(cè)試經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)每條連接最多只能壓滿 7MByte(不同的環(huán)境可能不一樣,供參考),理論上 1 個(gè)服務(wù)提供者需要 20 個(gè)服務(wù)消費(fèi)者才能壓滿網(wǎng)卡。


          為什么不能傳大包?


          因 dubbo 協(xié)議采用單一長連接,如果每次請(qǐng)求的數(shù)據(jù)包大小為 500KByte,假設(shè)網(wǎng)絡(luò)為千兆網(wǎng)卡,每條連接最大 7MByte(不同的環(huán)境可能不一樣,供參考),單個(gè)服務(wù)提供者的 TPS(每秒處理事務(wù)數(shù))最大為:128MByte / 500KByte = 262。單個(gè)消費(fèi)者調(diào)用單個(gè)服務(wù)提供者的 TPS(每秒處理事務(wù)數(shù))最大為:7MByte / 500KByte = 14。如果能接受,可以考慮使用,否則網(wǎng)絡(luò)將成為瓶頸。


          為什么采用異步單一長連接?


          因?yàn)榉?wù)的現(xiàn)狀大都是服務(wù)提供者少,通常只有幾臺(tái)機(jī)器,而服務(wù)的消費(fèi)者多,可能整個(gè)網(wǎng)站都在訪問該服務(wù),比如 Morgan 的提供者只有 6 臺(tái)提供者,卻有上百臺(tái)消費(fèi)者,每天有 1.5 億次調(diào)用,如果采用常規(guī)的 hessian 服務(wù),服務(wù)提供者很容易就被壓跨,通過單一連接,保證單一消費(fèi)者不會(huì)壓死提供者,長連接,減少連接握手驗(yàn)證等,并使用異步 IO,復(fù)用線程池,防止 C10K 問題。

          因?yàn)槲覀兊南M(fèi)者數(shù)量和提供者數(shù)量都不多,所以很可能是連接數(shù)不夠,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸出現(xiàn)了瓶頸。以下我們通過詳細(xì)分析Dubbo協(xié)議和一些實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證我們的猜測(cè)。


          二、Dubbo通信流程詳解


          我們用的Dubbo版本比較老,是2.5.x的,它使用的netty版本是3.2.5,最新版的Dubbo在線程模型上有一些修改,我們以下的分析是以2.5.10為例。


          以圖和部分代碼說明Dubbo協(xié)議的調(diào)用過程,代碼只寫了一些關(guān)鍵部分,使用的是netty3,dubbo線程池?zé)o隊(duì)列,同步調(diào)用,以下代碼包含了Dubbo和Netty的代碼。


          整個(gè)Dubbo一次調(diào)用過程如下:

          1.請(qǐng)求入隊(duì)


          我們通過Dubbo調(diào)用一個(gè)rpc服務(wù),調(diào)用線程其實(shí)是把這個(gè)請(qǐng)求封裝后放入了一個(gè)隊(duì)列里。這個(gè)隊(duì)列是netty的一個(gè)隊(duì)列,這個(gè)隊(duì)列的定義如下,是一個(gè)Linked隊(duì)列,不限長度。

          class NioWorker implements Runnable {    ...    private final Queue writeTaskQueue = new LinkedTransferQueue();    ...}

          主線程經(jīng)過一系列調(diào)用,最終通過NioClientSocketPipelineSink類里的方法把請(qǐng)求放入這個(gè)隊(duì)列,放入隊(duì)列的請(qǐng)求,包含了一個(gè)請(qǐng)求ID,這個(gè)ID很重要。


          2.調(diào)用線程等待


          入隊(duì)后,netty會(huì)返回給調(diào)用線程一個(gè)Future,然后調(diào)用線程等待在Future上。這個(gè)Future是Dubbo定義的,名字叫DefaultFuture,主調(diào)用線程調(diào)用DefaultFuture.get(timeout),等待通知,所以我們看與Dubbo相關(guān)的ThreadDump,經(jīng)常會(huì)看到線程停在這,這就是在等后臺(tái)返回。

          public class DubboInvoker<T> extends AbstractInvoker<T> {    ...   @Override    protected Result doInvoke(final Invocation invocation) throws Throwable {         ...         return (Result) currentClient.request(inv, timeout).get(); //currentClient.request(inv, timeout)返回了一個(gè)DefaultFuture    }    ...}


          我們可以看一下這個(gè)DefaultFuture的實(shí)現(xiàn),

          public class DefaultFuture implements ResponseFuture {
          private static final Map CHANNELS = new ConcurrentHashMap(); private static final Map FUTURES = new ConcurrentHashMap();
          // invoke id. private final long id; //Dubbo請(qǐng)求的id,每個(gè)消費(fèi)者都是一個(gè)從0開始的long類型 private final Channel channel; private final Request request; private final int timeout; private final Lock lock = new ReentrantLock(); private final Condition done = lock.newCondition(); private final long start = System.currentTimeMillis(); private volatile long sent; private volatile Response response; private volatile ResponseCallback callback; public DefaultFuture(Channel channel, Request request, int timeout) { this.channel = channel; this.request = request; this.id = request.getId(); this.timeout = timeout > 0 ? timeout : channel.getUrl().getPositiveParameter(Constants.TIMEOUT_KEY, Constants.DEFAULT_TIMEOUT); // put into waiting map. FUTURES.put(id, this); //等待時(shí)以id為key把Future放入全局的Future Map中,這樣回復(fù)數(shù)據(jù)回來了可以根據(jù)id找到對(duì)應(yīng)的Future通知主線程 CHANNELS.put(id, channel); }

          3.IO線程讀取隊(duì)列里的數(shù)據(jù)


          這個(gè)工作是由netty的IO線程池完成的,也就是NioWorker,對(duì)應(yīng)的類叫NioWorker。它會(huì)死循環(huán)的執(zhí)行select,在select中,會(huì)一次性把隊(duì)列中的寫請(qǐng)求處理完,select的邏輯如下:

          public void run() {????for?(;;)?{       ....????????????SelectorUtil.select(selector);
          ????????????proce***egisterTaskQueue();????????????processWriteTaskQueue();?//先處理隊(duì)列里的寫請(qǐng)求 processSelectedKeys(selector.selectedKeys()); //再處理select事件,讀寫都可能有 .... }}
          private void processWriteTaskQueue() throws IOException { for (;;) { final Runnable task = writeTaskQueue.poll();//這個(gè)隊(duì)列就是調(diào)用線程把請(qǐng)求放進(jìn)去的隊(duì)列 if (task == null) { break; } task.run(); //寫數(shù)據(jù) cleanUpCancelledKeys(); }}

          4.IO線程把數(shù)據(jù)寫到Socket緩沖區(qū)


          這一步很重要,跟我們遇到的性能問題相關(guān),還是NioWorker,也就是上一步的task.run(),它的實(shí)現(xiàn)如下:

          void writeFromTaskLoop(final NioSocketChannel ch) {    if (!ch.writeSuspended) { //這個(gè)地方很重要,如果writeSuspended了,那么就直接跳過這次寫        write0(ch);    }}
          private void write0(NioSocketChannel channel) { ...... final int writeSpinCount = channel.getConfig().getWriteSpinCount(); //netty可配置的一個(gè)參數(shù),默認(rèn)是16 synchronized (channel.writeLock) { channel.inWriteNowLoop = true; for (;;) { for (int i = writeSpinCount; i > 0; i --) { //每次最多嘗試16次 localWrittenBytes = buf.transferTo(ch); if (localWrittenBytes != 0) { writtenBytes += localWrittenBytes; break;????????????????} if (buf.finished()) { break; } }
          if (buf.finished()) { // Successful write - proceed to the next message. buf.release(); channel.currentWriteEvent = null; channel.currentWriteBuffer = null; evt = null; buf = null; future.setSuccess(); } else { // Not written fully - perhaps the kernel buffer is full. //重點(diǎn)在這,如果寫16次還沒寫完,可能是內(nèi)核緩沖區(qū)滿了,writeSuspended被設(shè)置為true addOpWrite = true; channel.writeSuspended = true; ...... } ...... if (open) { if (addOpWrite) { setOpWrite(channel); } else if (removeOpWrite) { clearOpWrite(channel); } } ...... } fireWriteComplete(channel, writtenBytes); }

          正常情況下,隊(duì)列中的寫請(qǐng)求要通過processWriteTaskQueue處理掉,但是這些寫請(qǐng)求也同時(shí)注冊(cè)到了selector上,如果processWriteTaskQueue寫成功,就會(huì)刪掉selector上的寫請(qǐng)求。如果Socket的寫緩沖區(qū)滿了,對(duì)于NIO,會(huì)立刻返回,對(duì)于BIO,會(huì)一直等待。Netty使用的是NIO,它嘗試16次后,還是不能寫成功,它就把writeSuspended設(shè)置為true,這樣接下來的所有寫請(qǐng)求都會(huì)被跳過。那什么時(shí)候會(huì)再寫呢?這時(shí)候就得靠selector了,它如果發(fā)現(xiàn)socket可寫,就把這些數(shù)據(jù)寫進(jìn)去。


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          下面是processSelectedKeys里寫的過程,因?yàn)樗前l(fā)現(xiàn)socket可寫才會(huì)寫,所以直接把writeSuspended設(shè)為false。

          void writeFromSelectorLoop(final SelectionKey k) {        NioSocketChannel ch = (NioSocketChannel) k.attachment();        ch.writeSuspended = false;        write0(ch);    }

          5.數(shù)據(jù)從消費(fèi)者的socket發(fā)送緩沖區(qū)傳輸?shù)教峁┱叩慕邮站彌_區(qū)


          這個(gè)是操作系統(tǒng)和網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)的,應(yīng)用層的write寫成功了,并不代表對(duì)面能收到,當(dāng)然tcp會(huì)通過重傳能機(jī)制盡量保證對(duì)端收到。


          6.服務(wù)端IO線程從緩沖區(qū)讀取請(qǐng)求數(shù)據(jù)


          這個(gè)是服務(wù)端的NIO線程實(shí)現(xiàn)的,在processSelectedKeys中。

          public void run() {????for?(;;)?{        ....????????SelectorUtil.select(selector);
          proce***egisterTaskQueue(); processWriteTaskQueue(); processSelectedKeys(selector.selectedKeys()); //再處理select事件,讀寫都可能有 .... }}
          private void processSelectedKeys(Set selectedKeys) throws IOException { for (Iterator i = selectedKeys.iterator(); i.hasNext();) { SelectionKey k = i.next(); i.remove(); try { int readyOps = k.readyOps(); if ((readyOps & SelectionKey.OP_READ) != 0 || readyOps == 0) { if (!read(k)) { // Connection already closed - no need to handle write. continue; } } if ((readyOps & SelectionKey.OP_WRITE) != 0) { writeFromSelectorLoop(k); } } catch (CancelledKeyException e) { close(k); }
          if (cleanUpCancelledKeys()) { break; // break the loop to avoid ConcurrentModificationException } } } private boolean read(SelectionKey k) { ......
          // Fire the event. fireMessageReceived(channel, buffer); //讀取完后,最終會(huì)調(diào)用這個(gè)函數(shù),發(fā)送一個(gè)收到信息的事件 ......
          }

          7.IO線程把請(qǐng)求交給Dubbo線程池


          按配置不同,走的Handler不同,配置dispatch為all,走的handler如下。下面IO線程直接交給一個(gè)ExecutorService來處理這個(gè)請(qǐng)求,出現(xiàn)了熟悉的報(bào)錯(cuò)“Threadpool is exhausted",業(yè)務(wù)線程池滿時(shí),如果沒有隊(duì)列,就會(huì)報(bào)這個(gè)錯(cuò)。

          public class AllChannelHandler extends WrappedChannelHandler {    ......    public void received(Channel channel, Object message) throws RemotingException {        ExecutorService cexecutor = getExecutorService();        try {            cexecutor.execute(new ChannelEventRunnable(channel, handler, ChannelState.RECEIVED, message));        } catch (Throwable t) {            //TODO A temporary solution to the problem that the exception information can not be sent to the opposite end after the thread pool is full. Need a refactoring            //fix The thread pool is full, refuses to call, does not return, and causes the consumer to wait for time out            if(message instanceof Request && t instanceof RejectedExecutionException){                Request request = (Request)message;                if(request.isTwoWay()){                    String msg = "Server side(" + url.getIp() + "," + url.getPort() + ") threadpool is exhausted ,detail msg:" + t.getMessage();                    Response response = new Response(request.getId(), request.getVersion());                    response.setStatus(Response.SERVER_THREADPOOL_EXHAUSTED_ERROR);                    response.setErrorMessage(msg);                    channel.send(response);                    return;                }            }            throw new ExecutionException(message, channel, getClass() + " error when process received event .", t);        }    }    ......}

          8.服務(wù)端Dubbo線程池處理完請(qǐng)求后,把返回報(bào)文放入隊(duì)列


          線程池會(huì)調(diào)起下面的函數(shù)

          public class HeaderExchangeHandler implements ChannelHandlerDelegate {    ......    Response handleRequest(ExchangeChannel channel, Request req) throws RemotingException {        Response res = new Response(req.getId(), req.getVersion());        ......        // find handler by message class.        Object msg = req.getData();        try {            // handle data.            Object result = handler.reply(channel, msg);   //真正的業(yè)務(wù)邏輯類            res.setStatus(Response.OK);            res.setResult(result);        } catch (Throwable e) {            res.setStatus(Response.SERVICE_ERROR);            res.setErrorMessage(StringUtils.toString(e));        }        return res;    }
          public void received(Channel channel, Object message) throws RemotingException { ......
          if (message instanceof Request) { // handle request. Request request = (Request) message;
          if (request.isTwoWay()) { Response response = handleRequest(exchangeChannel, request); //處理業(yè)務(wù)邏輯,得到一個(gè)Response channel.send(response); //回寫response } } ......
          }

          channel.send(response)最終調(diào)用了NioServerSocketPipelineSink里的方法把返回報(bào)文放入隊(duì)列。


          9.服務(wù)端IO線程從隊(duì)列中取出數(shù)據(jù)


          與流程3一樣


          10.服務(wù)端IO線程把回復(fù)數(shù)據(jù)寫入Socket發(fā)送緩沖區(qū)


          IO線程寫數(shù)據(jù)的時(shí)候,寫入到TCP緩沖區(qū)就算成功了。但是如果緩沖區(qū)滿了,會(huì)寫不進(jìn)去。對(duì)于阻塞和非阻塞IO,返回結(jié)果不一樣,阻塞IO會(huì)一直等,而非阻塞IO會(huì)立刻失敗,讓調(diào)用者選擇策略。


          Netty的策略是嘗試最多寫16次,如果不成功,則暫時(shí)停掉IO線程的寫操作,等待連接可寫時(shí)再寫,writeSpinCount默認(rèn)是16,可以通過參數(shù)調(diào)整。

          for (int i = writeSpinCount; i > 0; i --) {    localWrittenBytes = buf.transferTo(ch);    if (localWrittenBytes != 0) {        writtenBytes += localWrittenBytes;        break;    }    if (buf.finished()) {        break;    } }
          if (buf.finished()) { // Successful write - proceed to the next message. buf.release(); channel.currentWriteEvent = null; channel.currentWriteBuffer = null; evt = null; buf = null; future.setSuccess(); } else { // Not written fully - perhaps the kernel buffer is full. addOpWrite = true; channel.writeSuspended = true;

          11.數(shù)據(jù)傳輸


          數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸主要取決于帶寬和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

          12.客戶端IO線程把數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)讀出


          這個(gè)過程跟流程6是一樣的

          13.IO線程把數(shù)據(jù)交給Dubbo業(yè)務(wù)線程池


          這一步與流程7是一樣的,這個(gè)線程池名字為DubboClientHandler。


          14.業(yè)務(wù)線程池根據(jù)消息ID通知主線程


          先通過HeaderExchangeHandler的received函數(shù)得知是Response,然后調(diào)用handleResponse,

          public class HeaderExchangeHandler implements ChannelHandlerDelegate {    static void handleResponse(Channel channel, Response response) throws RemotingException {        if (response != null && !response.isHeartbeat()) {            DefaultFuture.received(channel, response);        }    }    public void received(Channel channel, Object message) throws RemotingException {        ......        if (message instanceof Response) {                handleResponse(channel, (Response) message);        }        ......}


          DefaultFuture根據(jù)ID獲取Future,通知調(diào)用線程

           public static void received(Channel channel, Response response) {         ......         DefaultFuture future = FUTURES.remove(response.getId());         if (future != null) {            future.doReceived(response);         }         ......    }

          至此,主線程獲取了返回?cái)?shù)據(jù),調(diào)用結(jié)束。


          三、影響上述流程的關(guān)鍵參數(shù)


          協(xié)議參數(shù)


          我們?cè)谑褂肈ubbo時(shí),需要在服務(wù)端配置協(xié)議,例如

          <dubbo:protocol name="dubbo" port="20880" dispatcher="all" threadpool="fixed" threads="2000" />


          下面是協(xié)議中與性能相關(guān)的一些參數(shù),在我們的使用場(chǎng)景中,線程池選用了fixed,大小是500,隊(duì)列為0,其他都是默認(rèn)值。

          屬性對(duì)應(yīng)URL參數(shù)類型是否必填缺省值作用描述
          namestring必填dubbo性能調(diào)優(yōu)協(xié)議名稱
          threadpoolthreadpoolstring可選fixed性能調(diào)優(yōu)線程池類型,可選:fixed/cached。
          threadsthreadsint可選200性能調(diào)優(yōu)服務(wù)線程池大小(固定大小)
          queuesqueuesint可選0性能調(diào)優(yōu)線程池隊(duì)列大小,當(dāng)線程池滿時(shí),排隊(duì)等待執(zhí)行的隊(duì)列大小,建議不要設(shè)置,當(dāng)線程池滿時(shí)應(yīng)立即失敗,重試其它服務(wù)提供機(jī)器,而不是排隊(duì),除非有特殊需求。
          iothreadsiothreadsint可選cpu個(gè)數(shù)+1性能調(diào)優(yōu)io線程池大小(固定大小)
          acceptsacceptsint可選0性能調(diào)優(yōu)服務(wù)提供方最大可接受連接數(shù),這個(gè)是整個(gè)服務(wù)端可以建的最大連接數(shù),比如設(shè)置成2000,如果已經(jīng)建立了2000個(gè)連接,新來的會(huì)被拒絕,是為了保護(hù)服務(wù)提供方。
          dispatcherdispatcherstring可選dubbo協(xié)議缺省為all性能調(diào)優(yōu)協(xié)議的消息派發(fā)方式,用于指定線程模型,比如:dubbo協(xié)議的all, direct, message, execution, connection等。這個(gè)主要牽涉到IO線程池和業(yè)務(wù)線程池的分工問題,一般情況下,讓業(yè)務(wù)線程池處理建立連接、心跳等,不會(huì)有太大影響。
          payloadpayloadint可選8388608(=8M)性能調(diào)優(yōu)請(qǐng)求及響應(yīng)數(shù)據(jù)包大小限制,單位:字節(jié)。這個(gè)是單個(gè)報(bào)文允許的最大長度,Dubbo不適合報(bào)文很長的請(qǐng)求,所以加了限制。
          bufferbufferint可選8192性能調(diào)優(yōu)網(wǎng)絡(luò)讀寫緩沖區(qū)大小。注意這個(gè)不是TCP緩沖區(qū),這個(gè)是在讀寫網(wǎng)絡(luò)報(bào)文時(shí),應(yīng)用層的Buffer。
          codeccodecstring可選dubbo性能調(diào)優(yōu)協(xié)議編碼方式
          serializationserializationstring可選dubbo協(xié)議缺省為hessian2,rmi協(xié)議缺省為java,http協(xié)議缺省為json性能調(diào)優(yōu)協(xié)議序列化方式,當(dāng)協(xié)議支持多種序列化方式時(shí)使用,比如:dubbo協(xié)議的dubbo,hessian2,java,compactedjava,以及http協(xié)議的json等
          transportertransporterstring可選dubbo協(xié)議缺省為netty性能調(diào)優(yōu)協(xié)議的服務(wù)端和客戶端實(shí)現(xiàn)類型,比如:dubbo協(xié)議的mina,netty等,可以分拆為server和client配置
          serverserverstring可選dubbo協(xié)議缺省為netty,http協(xié)議缺省為servlet性能調(diào)優(yōu)協(xié)議的服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)類型,比如:dubbo協(xié)議的mina,netty等,http協(xié)議的jetty,servlet等
          clientclientstring可選dubbo協(xié)議缺省為netty性能調(diào)優(yōu)協(xié)議的客戶端實(shí)現(xiàn)類型,比如:dubbo協(xié)議的mina,netty等
          charsetcharsetstring可選UTF-8性能調(diào)優(yōu)序列化編碼
          heartbeatheartbeatint可選0性能調(diào)優(yōu)心跳間隔,對(duì)于長連接,當(dāng)物理層斷開時(shí),比如拔網(wǎng)線,TCP的FIN消息來不及發(fā)送,對(duì)方收不到斷開事件,此時(shí)需要心跳來幫助檢查連接是否已斷開

          服務(wù)參數(shù)


          針對(duì)每個(gè)Dubbo服務(wù),都會(huì)有一個(gè)配置,全部的參數(shù)配置在這:http://dubbo.apache.org/zh-cn/docs/user/references/xml/dubbo-service.html。


          我們關(guān)注幾個(gè)與性能相關(guān)的。在我們的使用場(chǎng)景中,重試次數(shù)設(shè)置成了0,集群方式用的failfast,其他是默認(rèn)值。

          屬性對(duì)應(yīng)URL參數(shù)類型是否必填缺省值作用描述兼容性
          delaydelayint可選0性能調(diào)優(yōu)延遲注冊(cè)服務(wù)時(shí)間(毫秒) ,設(shè)為-1時(shí),表示延遲到Spring容器初始化完成時(shí)暴露服務(wù)1.0.14以上版本
          timeouttimeoutint可選1000性能調(diào)優(yōu)遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用超時(shí)時(shí)間(毫秒)2.0.0以上版本
          retriesretriesint可選2性能調(diào)優(yōu)遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用重試次數(shù),不包括第一次調(diào)用,不需要重試請(qǐng)?jiān)O(shè)為02.0.0以上版本
          connectionsconnectionsint可選1性能調(diào)優(yōu)對(duì)每個(gè)提供者的最大連接數(shù),rmi、http、hessian等短連接協(xié)議表示限制連接數(shù),dubbo等長連接協(xié)表示建立的長連接個(gè)數(shù)2.0.0以上版本
          loadbalanceloadbalancestring可選random性能調(diào)優(yōu)負(fù)載均衡策略,可選值:random,roundrobin,leastactive,分別表示:隨機(jī),輪詢,最少活躍調(diào)用2.0.0以上版本
          asyncasyncboolean可選false性能調(diào)優(yōu)是否缺省異步執(zhí)行,不可靠異步,只是忽略返回值,不阻塞執(zhí)行線程2.0.0以上版本
          weightweightint可選
          性能調(diào)優(yōu)服務(wù)權(quán)重2.0.5以上版本
          executesexecutesint可選0性能調(diào)優(yōu)服務(wù)提供者每服務(wù)每方法最大可并行執(zhí)行請(qǐng)求數(shù)2.0.5以上版本
          proxyproxystring可選javassist性能調(diào)優(yōu)生成動(dòng)態(tài)代理方式,可選:jdk/javassist2.0.5以上版本
          clusterclusterstring可選failover性能調(diào)優(yōu)集群方式,可選:failover/failfast/failsafe/failback/forking2.0.5以上版本

          這次擁堵的主要原因,應(yīng)該就是服務(wù)的connections設(shè)置的太小,dubbo不提供全局的連接數(shù)配置,只能針對(duì)某一個(gè)交易做個(gè)性化的連接數(shù)配置。


          四、連接數(shù)與Socket緩沖區(qū)對(duì)性能影響的實(shí)驗(yàn)


          通過簡單的Dubbo服務(wù),驗(yàn)證一下連接數(shù)與緩沖區(qū)大小對(duì)傳輸性能的影響。


          我們可以通過修改系統(tǒng)參數(shù),調(diào)節(jié)TCP緩沖區(qū)的大小。


          在 /etc/sysctl.conf 修改如下內(nèi)容, tcp_rmem是發(fā)送緩沖區(qū),tcp_wmem是接收緩沖區(qū),三個(gè)數(shù)值表示最小值,默認(rèn)值和最大值,我們可以都設(shè)置成一樣。

          net.ipv4.tcp_rmem = 4096 873800 16777216net.ipv4.tcp_wmem = 4096 873800 16777216

          然后執(zhí)行sysctl –p 使之生效。


          服務(wù)端代碼如下,接受一個(gè)報(bào)文,然后返回兩倍的報(bào)文長度,隨機(jī)sleep 0-300ms,所以均值應(yīng)該是150ms。服務(wù)端每10s打印一次tps和響應(yīng)時(shí)間,這里的tps是指完成函數(shù)調(diào)用的tps,而不涉及傳輸,響應(yīng)時(shí)間也是這個(gè)函數(shù)的時(shí)間。

             //服務(wù)端實(shí)現(xiàn)   public String sayHello(String name) {        counter.getAndIncrement();        long start = System.currentTimeMillis();        try {            Thread.sleep(rand.nextInt(300));        } catch (InterruptedException e) {        }        String result = "Hello " + name + name  + ", response form provider: " + RpcContext.getContext().getLocalAddress();        long end = System.currentTimeMillis();        timer.getAndAdd(end-start);        return result;    }

          客戶端起N個(gè)線程,每個(gè)線程不停的調(diào)用Dubbo服務(wù),每10s打印一次qps和響應(yīng)時(shí)間,這個(gè)qps和響應(yīng)時(shí)間是包含了網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間的。

                  for(int i = 0; i < N; i ++) {            threads[i] = new Thread(new Runnable() {                @Override                public void run() {                    while(true) {                        Long start = System.currentTimeMillis();                        String hello = service.sayHello(z);                        Long end = System.currentTimeMillis();                        totalTime.getAndAdd(end-start);                        counter.getAndIncrement();                    }                }});            threads[i].start();        }

          通過ss -it命令可以看當(dāng)前tcp socket的詳細(xì)信息,包含待對(duì)端回復(fù)ack的數(shù)據(jù)Send-Q,最大窗口cwnd,rtt(round trip time)等。
          (base) niuxinli@ubuntu:~$ ss -itState                            Recv-Q                        Send-Q                                                       Local Address:Port                                                          Peer Address:PortESTAB                            0                             36                                                             192.168.1.7:ssh                                                            192.168.1.4:58931                            cubic wscale:8,2 rto:236 rtt:33.837/8.625 ato:40 mss:1460 pmtu:1500 rcvmss:1460 advmss:1460 cwnd:10 bytes_acked:559805 bytes_received:54694 segs_out:2754 segs_in:2971 data_segs_out:2299 data_segs_in:1398 send 3.5Mbps pacing_rate 6.9Mbps delivery_rate 44.8Mbps busy:36820ms unacked:1 rcv_rtt:513649 rcv_space:16130 rcv_ssthresh:14924 minrtt:0.112ESTAB                            0                             0                                                              192.168.1.7:36666                                                          192.168.1.7:2181                             cubic wscale:7,7 rto:204 rtt:0.273/0.04 ato:40 mss:33344 pmtu:65535 rcvmss:536 advmss:65483 cwnd:10 bytes_acked:2781 bytes_received:3941 segs_out:332 segs_in:170 data_segs_out:165 data_segs_in:165 send 9771.1Mbps lastsnd:4960 lastrcv:4960 lastack:4960 pacing_rate 19497.6Mbps delivery_rate 7621.5Mbps app_limited busy:60ms rcv_space:65535 rcv_ssthresh:66607 minrtt:0.035ESTAB                            0                             27474                                                          192.168.1.7:20880                                                          192.168.1.5:60760                            cubic wscale:7,7 rto:204 rtt:1.277/0.239 ato:40 mss:1448 pmtu:1500 rcvmss:1448 advmss:1448 cwnd:625 ssthresh:20 bytes_acked:96432644704 bytes_received:49286576300 segs_out:68505947 segs_in:36666870 data_segs_out:67058676 data_segs_in:35833689 send 5669.5Mbps pacing_rate 6801.4Mbps delivery_rate 627.4Mbps app_limited busy:1340536ms rwnd_limited:400372ms(29.9%) sndbuf_limited:433724ms(32.4%) unacked:70 retrans:0/5 rcv_rtt:1.308 rcv_space:336692 rcv_ssthresh:2095692 notsent:6638 minrtt:0.097


          通過netstat -nat也能查看當(dāng)前tcp socket的一些信息,比如Recv-Q, Send-Q。

          (base) niuxinli@ubuntu:~$ netstat -natActive Internet connections (servers and established)Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         Statetcp        0      0 0.0.0.0:20880           0.0.0.0:*               LISTENtcp        0     36 192.168.1.7:22          192.168.1.4:58931       ESTABLISHEDtcp        0      0 192.168.1.7:36666       192.168.1.7:2181        ESTABLISHEDtcp        0  65160 192.168.1.7:20880       192.168.1.5:60760       ESTABLISHED


          可以看以下Recv-Q和Send-Q的具體含義:


           Recv-Q       Established: The count of bytes not copied by the user program connected to this socket.
          Send-Q Established: The count of bytes not acknowledged by the remote host.

          Recv-Q是已經(jīng)到了接受緩沖區(qū),但是還沒被應(yīng)用代碼讀走的數(shù)據(jù)。Send-Q是已經(jīng)到了發(fā)送緩沖區(qū),但是對(duì)方還沒有回復(fù)Ack的數(shù)據(jù)。這兩種數(shù)據(jù)正常一般不會(huì)堆積,如果堆積了,可能就有問題了。

          第一組實(shí)驗(yàn):單連接,改變TCP緩沖區(qū)


          結(jié)果:

          繼續(xù)調(diào)大緩沖區(qū)

          我們用netstat或者ss命令可以看到當(dāng)前的socket情況,下面的第二列是Send-Q大小,是寫入緩沖區(qū)還沒有被對(duì)端確認(rèn)的數(shù)據(jù),發(fā)送緩沖區(qū)最大時(shí)64k左右,說明緩沖區(qū)不夠用。


          繼續(xù)增大緩沖區(qū),到4M,我們可以看到,響應(yīng)時(shí)間進(jìn)一步下降,但是還是在傳輸上浪費(fèi)了不少時(shí)間,因?yàn)榉?wù)端應(yīng)用層沒有壓力。

          服務(wù)端和客戶端的TCP情況如下,緩沖區(qū)都沒有滿


          服務(wù)端

          客戶端


          這個(gè)時(shí)候,再怎么調(diào)大TCP緩沖區(qū),也是沒用的,因?yàn)槠款i不在這了,而在于連接數(shù)。因?yàn)樵贒ubbo中,一個(gè)連接會(huì)綁定到一個(gè)NioWorker線程上,讀寫都由這一個(gè)連接完成,傳輸?shù)乃俣瘸^了單個(gè)線程的讀寫能力,所以我們看到在客戶端,大量的數(shù)據(jù)擠壓在接收緩沖區(qū),沒被讀走,這樣對(duì)端的傳輸速率也會(huì)慢下來。


          第二組實(shí)驗(yàn):多連接,固定緩沖區(qū)


          服務(wù)端的純業(yè)務(wù)函數(shù)響應(yīng)時(shí)間很穩(wěn)定,在緩沖區(qū)較小的時(shí)候,調(diào)大連接數(shù)雖然能讓時(shí)間降下來,但是并不能到最優(yōu),所以緩沖區(qū)不能設(shè)置太小,Linux一般默認(rèn)是4M,在4M的時(shí)候,4個(gè)連接基本上已經(jīng)能把響應(yīng)時(shí)間降到最低了。

          # 結(jié)論


          要想充分利用網(wǎng)絡(luò)帶寬, 緩沖區(qū)不能太小,如果太小有可能一次傳輸?shù)膱?bào)文就大于了緩沖區(qū),嚴(yán)重影響傳輸效率。但是太大了也沒有用,還需要多個(gè)連接數(shù)才能夠充分利用CPU資源,連接數(shù)起碼要超過CPU核數(shù)。

          END


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          文章有幫助的話,在看,轉(zhuǎn)發(fā)吧。

          謝謝支持喲 (*^__^*)


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