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11.7 高可用故障案例分析

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张荣召
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发布于: 2020 年 12 月 06 日

1.故障 1

故障现象:

某应用服务器集群发布后不久就出现多台服务器 相继报警,硬盘空间低于警戒值,并且很快有服务器宕机。登录到线上服务器,发现 log 文件夹里的文件迅速增加,不断消耗磁盘空间。


原因分析:

这是个普通的应用服务器集群,不需要存储数据,因此服务器里配置的是一块 100G 的小硬盘,

安装完操作系统,Web 服务器,Java 虚拟机,应用程序后,空闲空间只有几十 GB 啦,正常情况下磁盘空间足够,但是该应用的开发人员将 LOG 输出的 level 全局配置为 DEBUG。这样一次简单的 Web 请求就会产生大量的 LOG 文件输出,在高并发的用户请求下,很快就消耗完不多的饿磁盘空间。

2.故障 2

故障现象:

某应用发布后,数据库 Load 居高不下,远超过正常水平,持续报警。


原因分析:

检查数据库,发现报警时因为某条 SQL 引起的,这条 SQL 是一条简单的有索引的数据查询,不应该引发报警。继续检查,发现这条 SQL 执行频率非常高,远远超过正常水平。追查这条 SQL,发现被网站首页调用,

首页是被访问最频繁的页面,这条 SQL 被首页调用,也就被频繁执行啦。


经验教训:

  • 首页不应该访问数据库,首页需要的数据可以从缓存服务器或者搜索服务器获取。

  • 首页最好是静态的。

3.故障 3

故障现象:

某应用服务器不定时的因为响应超时而报警,但是很快又超时解除,恢复正常,如此反复,让运维人员非常苦恼。


原因分析:

程序中某个单例对象(singleton object)中多个方法使用了 synchronized 修饰符,由于 this 对象只有一个,即使执行不同方法,所有的并发请求也都要排队获得这唯一的一把锁。一般情况下,都是一些简单的操作,获得锁,迅速完成操作,释放锁,不会引起线程排队。但是某个执行远程调用的方法也被加上了 synchronized,这个方法只是偶尔被执行,但是每次执行都需要较长的时间才能完成,这段时间锁被占用,所有的用户线程都要等待,响应超时,这个方法执行完后释放锁,其他线程迅速执行,超时解除。


经验教训:

  • 使用锁操作要谨慎,特别注意在有锁的方法中进行长时间的 IO 操作的时候。

  • 针对使用锁的不同场景,使用不同锁对象,而不是简单的在所有方法上都使用 synchronized。

4.故障 4

故障现象:

没有新应用发布,用户并发请求也没有突然增加,但是数据库服务器突然 Load 飙升,并很快失去响应。

DBA 将数据库切换到备机,Load 也很快飙升,并失去响应。最终引发网站全部瘫痪。


分析原因:

缓存服务器在网站服务器集群中的地位一直比较低,服务器配置和管理级别都比其他服务器要低些。

人们都认为缓存时改善性能的手段,丢失一些缓存也没有什么问题,有时候关闭一两台缓存服务器也确实对应用没有明显影响,所以长期疏于管理缓存服务器。结果这次一个缺乏经验的工程师关闭了缓存服务器中全部的几十台 Memcached 服务器,导致了网站全部瘫痪的重大事故。


经验教训:

  • 当缓存应不仅仅是改善性能,而是成为网站架构不可或缺的一部分时,对缓存的管理就需要提高和其他服务器一样的级别。

5.故障 5

故障现象:

某应用发布后,服务立即崩溃。


原因分析:

应用程序 Web 环境使用 Apache+JBoss 的模式,用户请求通过 Apache 转发到 JBoss。在发布时,Apache 和 JBoss 同时启动,由于 JBoss 启动时需要加载很多应用并初始化,花费时间较长,结果 JBoss 还没有完全启动,Apache 就 已经启动完毕开始接受用户请求,大量请求阻塞在 JBoss 进程中,最终导致 JBoss 崩溃。除了这种 Apache 和 JBoss 启动不同步的情况,网站还有很多类似的场景,

需要后台服务准备好,前台应用才能才能启动,否则就会导致故障。


经验教训:

  • 在 Java 应用程序中加入一个特定的动态页面(比如只返回 OK 两个字母),启动脚本先启动 JBoss,然后在脚本中不断用 curl 命令访问这个特定页面。直到收到 OK,才启动 Apache。

6.故障 6

故障现象:

某应用主要功能时管理用户图片,接到部分用户投诉,标识上传图片非常慢,原来只要一两秒,现在需要几十秒,有时等半天,结果浏览器显示服务器超时。


原因分析:

图片需要使用存储,最有可能出错的地方是存储服务器。检查存储服务器,发现大部分文件只有几百 K,而有几个文件非常大,有数百 M,读写这些大文件一次需要几十秒,这段时间,磁盘基本被这个文件操作独占,导致其他用户的文件操作缓慢。


经验教训:

  • 存储的使用要根据不同文件类型和用途进行管理,图片都是小文件,应该使用专用的存储服务器,不能和大文件公用存储。批处理的大文件可以使用其他类型的分布式文件系统。

隔离。

7.故障 7

故障现象:

监控发现某个时间段内,某些应用突然变慢,内部网络访问延迟非常严重。


原因分析:

检查发现,该时间段内网卡流量下降,但是没有找到原因。过了一阵子才知道,原来有工程师在线上生产环境进行性能压力测试,占用了大部分交换机带宽。


经验教训:

  • 访问线上生产环境要规范,不小心就会导致大事故。

  • 滥用生产环境的一个例子:网站数据库有专门的 DBA 维护,如果发现数据库存在错误记录,需要订正数据,必须走数据订正流程,申请 DBA 协助。于是就有工程师为避免麻烦,直接写一段数据库更新操作的代码,悄悄放到生产环境应用服务器上执行,神不知鬼不觉的订正了数据。但是如果不小心写错了 SQL,后果可想而知。

8.故障 8

故障现象:

某应用发布后,数据库 Load 飙升,超过报警值,回滚发布后,报警消除


原因分析:

发现该应用发布后,出现大量数据库读操作,而这些数据本来应该从分布式缓存读取。检查缓存,发现数据已经被缓存啦。检查代码,发现访问缓存的代码被注释掉啦。原来工程师在开发的时候,为了测试方便,特意注释掉读取缓存的代码,结果开发完成后,忘记啊注释去掉,直接提交到代码库被发布到线上环境。


经验教训:

  • 代码提交前使用 diff 命令比较代码,确认没有提交不改提交的代码。

  • 加强 codereview,代码再正式提交前必须被至少一个其他工程师做过 codereview,并且共同承担因代码引起的故障责任。

9.故障 9

故障现象:

某应用更新某功能后,有少量用户投诉无法正常访问该功能,一点击就显示出错信息。


原因分析:

分析这些用户,都是第一次使用该功能,检查代码,发现程序根据历史使用记录构造一个对象,如果该对象为 null,就会导致 NullPointerException.


经验教训:

  • 程序在处理一个输入的对象时,如果不能明确该对象是否为空,必须做空指针判断。

  • 程序在调用其他方法时,输入的对象尽量保证不是 null,必要时构造空对象(使用空对象模式)


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