架构师才需要知道的知识:如何做容量预估和调优

为了构建高并发、高可用的系统架构,压测、容量预估必不可少,在发现系统瓶颈后,需要有针对性地扩容、优化 。结合楼主的经验和知识,本文做一个简单的总结,欢迎探讨 。
1、QPS保障目标一开始就要明确定义QPS保障目标,以此来推算所需的服务、存储资源 。可根据历史同期QPS,或者平时峰值的2到3倍估算 。
压测目标示例:

  • qps达到多少时,服务的负载正常,如平均响应时间、95分位响应时间、cpu使用率、内存使用率、消费延迟低于多少
  • 不要让任何一个环节成为瓶颈,需考虑服务实例、数据库、redis、ES、Hbase等资源
2、服务注意点2.1、服务qps上限服务qps上限 = 工作线程数 * 1/平均单次请求处理耗时
主要关注以下几点:
(1)工作线程数,对qps起到了直接影响 。dubbo工作线程数配置举例:
<dubbo:protocol name="dubbo" threadpool="fixed" threads="1000" />
(2)cpu使用率:跟服务是I/O密集型,还是计算密集型有关 。
  • I/O密集型:调用多个下游服务,本身逻辑较简单,cpu使用率不会很高,因此服务实例的个数不用很多
  • 计算密集型:本身逻辑很复杂,有较重的计算,cpu使用率可能飙升,因此可适当多部署一些服务实例
(3)网络带宽:
  • 对于大量的小请求,基本无需考虑
  • 如果请求内容较大,多个并发可能打满网络带宽,如上传图片、视频等 。
以实际压测为准 。或者在线上调整权重,引导较多流量访问1台实例,记录达到阈值时的qps,可估算出单实例的最大qps 。
2.2、超时时间设置
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漏斗型:从上到下,timeout时间建议由大到小设置,也即底层/下游服务的timeout时间不宜设置太大;否则可能出现底层/下游服务线程池耗尽、然后拒绝请求的问题(抛出
JAVA.util.concurrent.RejectedExecutionException异常)
原因是上游服务已经timeout了,而底层/下游服务仍在执行,上游请求源源不断打到底层/下游服务,直至线程池耗尽、新请求被拒绝,最坏的情况是产生级联的雪崩,上游服务也耗尽线程池,无法响应新请求 。
具体timeout时间,取决于接口的响应时间,可参考95分位、或99分位的响应时间,略微大一些 。
dubbo超时时间示例:在服务端、客户端均可设置,推荐在服务端设置默认超时时间,客户端也可覆盖超时时间;
<dubbo:service id="xxxService" interface="com.xxx.xxxService" timeout=1000 />
<dubbo:reference id="xxxService" interface="com.xxx.xxxService" timeout=500 />
2.3、异步并行调用
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如果多个调用之间,没有顺序依赖关系,为了提高性能,可考虑异步并行调用 。
dubbo异步调用示例:
  1. 首先,需要配置consumer.xml,指定接口是异步调用:<dubbo:reference id="xxxService" interface="com.xxx.xxxService" async=true />
  2. 然后,在代码中通过RpcContext.getContext().getFuture()获取异步调用结果Future对象:
// 调用1先执行interface1.xxx();// 调用2、3、4无顺序依赖,可异步并行执行interface2.xxx();future2 = RpcContext.getContext().getFuture();interface3.xxx();future3 = RpcContext.getContext().getFuture();interface4.xxx();future4 = RpcContext.getContext().getFuture();// 获取调用2、3、4的执行结果result2 = future2.get();result3 = future3.get();result4 = future4.get();// 此处会阻塞至调用2、3、4都执行完成,取决于执行时间最长的那个handleResult2(result2);handleResult3(result3);handleResult4(result4);// 调用5最后执行,会阻塞至前序操作都完成interface5.xxx();2.4、强依赖、弱依赖
  • 强依赖调用:决不能跳过,失败则抛异常、快速失败
  • 弱依赖调用:决不能阻塞流程,失败可忽略
2.5 降级
  • 粗粒度:开关控制,如对整个非关键功能降级,隐藏入口
  • 细粒度:调用下游接口失败时,返回默认值
2.6 限流超过的部分直接抛限流异常,万不得已为之 。
3、存储资源注意点3.1、放大倍数:1次核心操作,对应的资源读写次数、接口调用次数
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