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昨天晚上,RPC 线程池被打满了,原因哭笑不得

大家好,我是五阳。


1. 故障背景


昨天晚上,我刚到家里打开公司群,就看见群里有人讨论:线上环境出现大量RPC请求报错,异常原因:被线程池拒绝。虽然异常量很大,但是异常服务非核心服务,属于系统旁路,服务于数据核对任务,即使有大量异常,也没有实际的影响。


原来有人在线上刷数据,产生了大量 binlog,数据核对任务的请求量大幅上涨,导致线程池被打满。因为并非我负责的工作内容,也不熟悉这部分业务,所以没有特别留意。


第二天我仔细思考了一下,觉得疑点很多,推导过程过于简单,证据链不足,最终结论不扎实,问题根源也许另有原因。


1.1 疑点



  1. 请求量大幅上涨, 上涨前后请求量是多少?
  2. 线程池被打满, 线程池初始值和最大值是多少,线程池队列长度是多少?
  3. 线程池拒绝策略是什么
  4. 影响了哪些接口,这些接口的耗时波动情况?
  5. 服务的 CPU 负载和 GC情况如何?
  6. 线程池被打满的原因仅仅是请求量大幅上涨吗?

带着以上的几点疑问,第二天一到公司,我就迫不及待地打开各种监控大盘,开始排查问题,最后还真叫我揪出问题根源了。


因为公司的监控系统有水印,所以我只能陈述结论,不能截图了。


2. 排查过程


2.1 请求量的波动情况



  • 单机 RPC的 QPS从 300/s 涨到了 450/s。
  • Kafka 消息 QPS 50/s 无 明显波动。
  • 无其他请求入口和 无定时任务。

这也能叫请求量大幅上涨,请求量增加 150/s 能打爆线程池?就这么糊弄老板…… ,由此我坚定了判断:故障另有根因


2.2 RPC 线程池配置和监控


线上的端口并没有全部被打爆,仅有 1 个 RPC 端口 8001 被打爆。所以我特地查看了8001 的线程池配置。



  • 初始线程数 10
  • 最大线程数 1024(数量过大,配置的有点随意了)
  • 队列长度 0
  • 拒绝策略是抛出异常立即拒绝。
  • 在 20:11到 20:13 分,线程从初始线程数10,直线涨到了1024 。

2.3 思考


QPS 450次/秒 需要 1024 个线程处理吗?按照我的经验来看,只要接口的耗时在 100ms 以内,不可能需要如此多的线程,太蹊跷了。


2.4 接口耗时波动情况



  • 接口 平均耗时从 5.7 ms,增加到 17000毫秒。

接口耗时大幅增加。后来和他们沟通,他们当时也看了接口耗时监控。他们认为之所以平均耗时这么高,是因为RPC 请求在排队,增加了处理耗时,所以监控平均耗时大幅增长。


这是他们的误区,错误的地方有两个。



  1. 此RPC接口线程池的队列长度为 0,拒绝策略是抛出异常。当没有可用线程,请求会即被拒绝,请求不会排队,所以无排队等待时间。
  2. 公司的监控系统分服务端监控和调用端监控,服务端的耗时监控不包含 处理连接的时间,不包含 RPC线程池排队的时间。仅仅是 RPC 线程池实际处理请求的耗时。 RPC 调用端的监控包含 RPC 网络耗时、连接耗时、排队耗时、处理业务逻辑耗时、服务端GC 耗时等等。

他们误认为耗时大幅增加是因为请求在排队,因此忽略了至关重要的这条线索:接口实际处理阶段的性能严重恶化,吞吐量大幅降低,所以线程池大幅增长,直至被打满。


接下来我开始分析,接口性能恶化的根本原因是什么?



  • CPU 被打满?导致请求接口性能恶化?
  • 频繁GC ,导致接口性能差?
  • 调用下游 RPC 接口耗时大幅增加 ?
  • 调用 SQL,耗时大幅增加?
  • 调用 Redis,耗时大幅增加
  • 其他外部调用耗时大幅增加?

2.5 其他耗时监控情况


我快速的排查了所有可能的外部调用耗时均没有明显波动。也查看了机器的负载情况,cpu和网络负载 均不高,显然故障的根源不在以上方向



  • CPU 负载极低。在故障期间,cpu.busy 负载在 15%,还不到午高峰,显然根源不是CPU 负载高。
  • gc 情况良好。无 FullGC,youngGC 1 分钟 2 次(younggc 频繁,会导致 cpu 负载高,会使接口性能恶化)
  • 下游 RPC 接口耗时无明显波动。我查看了服务调用 RPC 接口的耗时监控,所有的接口耗时无明显波动。
  • SQL 调用耗时无明显波动。
  • 调用 Redis 耗时无明显波动。
  • 其他下游系统调用无明显波动。(如 Tair、ES 等)

2.6 开始研究代码


为什么我一开始不看代码,因为这块内容不是我负责的内容,我不熟悉代码。


直至打开代码看了一眼,恶心死我了。代码非常复杂,分支非常多,嵌套层次非常深,方法又臭又长,堪称代码屎山的珠穆朗玛峰,多看一眼就能吐。接口的内部分支将近 10 个,每个分支方法都是一大坨代码。


这个接口是上游 BCP 核对系统定义的 SPI接口,属于聚合接口,并非单一职责的接口。看了 10 分钟以后,还是找不到问题根源。因此我换了问题排查方向,我开始排查异常 Trace。


2.7 从异常 Trace 发现了关键线索


我所在公司的基建能力还是很强大的。系统的异常 Trace 中标注了各个阶段的处理耗时,包括所有外部接口的耗时。如SQL、 RPC、 Redis等。


我发现确实是内部代码处理的问题,因为 trace 显示,在两个 SQL 请求中间,系统停顿长达 1 秒多。不知道系统在这 1 秒执行哪些内容。我查看了这两个接口的耗时,监控显示:SQL 执行很快,应该不是SQL 的问题


机器也没有发生 FullGC,到底是什么原因呢?


前面提到,故障接口是一个聚合接口,我不清楚具体哪个分支出现了问题,但是异常 Trace 中指明了具体的分支。


我开始排查具体的分支方法……, 然而捏着鼻子扒拉了半天,也没有找到原因……


2.8 山穷水复疑无路,柳暗花明又一村


这一坨屎山代码看得我实在恶心,我静静地冥想了 1 分钟才缓过劲。



  • 没有外部调用的情况下,阻塞线程的可能性有哪些?
  • 有没有加锁? Synchiozed 关键字?

于是我按着关键字搜索Synchiozed关键词,一无所获,代码中基本没有加锁的地方。


马上中午了,肚子很饿,就当我要放弃的时候。随手扒拉了一下,在类的属性声明里,看到了 Guava限流器。


激动的心,颤抖的手


private static final RateLimiter RATE_LIMITER = RateLimiter.create(10, 20, TimeUnit.SECONDS);

限流器:1 分钟 10次调用。


于是立即查看限流器的使用场景,和异常 Trace 阻塞的地方完全一致。


嘴角出现一丝很容易察觉到的微笑。


image.png


破案了,真相永远只有一个。


3. 问题结论


Guava 限流器的阈值过低,每秒最大请求量只有10次。当并发量超过这个阈值时,大量线程被阻塞,RPC线程池不断增加新线程来处理新的请求,直到达到最大线程数。线程池达到最大容量后,无法再接收新的请求,导致大量的后续请求被线程池拒绝。


于是我开始建群、摇人。把相关的同学,还有老板们,拉进了群里。把相关截图和结论发到了群里。


由于不是紧急问题,所以我开开心心的去吃午饭了。后面的事就是他们优化代码了。


4. 思考总结


4.1 八股文不是完全无用,有些八股文是有用的


有人质疑面试为什么要问八股文? 也许大部分情况下,大部分八股文是没有用的,然而在排查问题时,多知道一些八股文是有助于排查问题的。


例如要明白线程池的原理、要明白 RPC 的请求处理过程、要知道影响接口耗时的可能性有哪些,这样才能带着疑问去追踪线索。


4.2 可靠好用的监控系统,能提高排查效率


这个问题排查花了我 1.5 小时,大部分时间是在扒拉代码,实际查看监控只用了半小时。如果没有全面、好用的监控,线上出了问题真的很难快速定位根源。


此外应该熟悉公司的监控系统。他们因为不清楚公司监控系统,误认为接口监控耗时包含了线程池排队时间,忽略了 接口性能恶化 这个关键结论,所以得出错误结论。


4.2 排查问题时,要像侦探一样,不放过任何线索,确保证据链完整,逻辑通顺。


故障发生后第一时间应该是止损,其次才是排查问题。


出现故障后,故障制造者的心理往往处于慌乱状态,逻辑性较差,会倾向于为自己开脱责任。这次故障后,他们给定的结论就是:因为请求量大幅上涨,所以线程池被打满。 这个结论逻辑不通。没有推导过程,跳过了很多推导环节,所以得出错误结论,掩盖了问题的根源~


其他人作为局外人,逻辑性会更强,可以保持冷静状态,这是老板们的价值所在,他们可以不断地提出问题,在回答问题、质疑、继续排查的循环中,不断逼近事情的真相。


最终一定要重视证据链条的完整。别放过任何线索。


出现问题不要慌张,也不要吃瓜嗑瓜子。行动起来,此时是专属你的柯南时刻


我是五阳,关注我,追踪更多我在大厂的工作经历和大型翻车现场。


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作者:五阳
来源:juejin.cn/post/7409181068597313573

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