CN103684898B - 一种监测用户请求在分布式系统中运行的方法及装置 - Google Patents

一种监测用户请求在分布式系统中运行的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种监测用户请求在分布式系统中运行的方法及装置，在用户访问分布式系统时，对采样的用户请求生成与其对应的标识符，并在该用户请求调用的各线程中传递该标识符；针对各服务器运行的每个被预先注入跟踪接口的进程，若检测到当前该进程包含用户请求对应的标识符，则将标识符和跟踪所指示的函数的相关信息对应并生成日志；最后将生成的日志按照所对应的标识符分别进行汇总。在对用户请求进行监测时，由于采用采样的方式抽样监测用户请求，对系统性能的扰动低，不会给监测系统造成太大压力，并且，针对监测分布式系统中的各服务器产生的日志能够按照用户请求的标识符实时汇总，能够支持实时分析用户请求。

Description

一种监测用户请求在分布式系统中运行的方法及装置
技术领域
本申请涉及分布式系统技术领域，尤其涉及一种监测用户请求在分布式系统中运行的方法及装置。
背景技术
在大型分布式系统中，用户的应用服务请求往往需要经过多种服务构件才能完成操作，例如：在阿里巴巴的云计算平台中，用户的一次写文件的访问请求需经过调度、通信、索引以及分布式存储等服务构件，才能完成更新索引缓存、维护用户元信息、写文件以及写访问日志等多种操作，而这些服务构件一般部署在数以百计的服务器的不同进程上且由不同的软件构成。
目前，对于用户调用分布式系统行为的监控和分析，往往集中在分布式系统的单个服务构件上，例如：通过监控文件系统的读写，监控上层系统的吞吐量等。通过这种监控方式只能对单一服务构件进行分析，无法准确得到用户的应用服务请求行为对整个分布式系统的影响。
综上所述，如何在对系统性能低扰动的情况下，实现在分布式系统中实时监测用户请求的运行，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种监测用户请求在分布式系统中运行的方法及装置，用以实现在分布式系统中对系统性能低扰动的情况下，实时监测用户请求的运行。
本申请实施例提供的一种监测用户请求在分布式系统中运行的方法，包括：
对分布式系统中各服务器接收到的用户请求进行采样；
对各服务器采样到的用户请求生成对应的标识符，所述标识符在所述用户请求调用线程时会作为变量被传递到当前线程中；
预先对分布式系统中各服务器运行的进程注入跟踪接口，当进程运行到该跟踪接口时，若检测到当前该进程包含用户请求对应的标识符，则将所述标识符和跟踪接口所指示的函数的相关信息对应并生成日志；
将生成的日志按照所对应的标识符分别进行汇总。
本申请实施例提供的一种监测用户请求在分布式系统中运行的装置，包括：
采样模块，用于对分布式系统中各服务器接收到的用户请求进行采样；
标识符生成模块，用于对各服务器采样到的用户请求生成对应的标识符，所述标识符在所述用户请求调用线程时会作为变量被传递到当前线程中；
注入跟踪接口模块，用于预先对分布式系统中各服务器运行的进程注入跟踪接口，当进程运行到该跟踪接口时，若检测到当前该进程包含用户请求对应的标识符，则将所述标识符和跟踪接口所指示的函数的相关信息对应并生成日志；
日志汇总模块，用于将生成的日志按照所对应的标识符分别进行汇总。
本申请实施例的有益效果包括：
本申请实施例提供的一种监测用户请求在分布式系统中运行的方法及装置，在用户访问分布式系统时，对分布式系统接收到的用户请求进行采样，并对采样到的用户请求生成与其对应的标识符，在该用户请求调用的各线程中传递该标识符；针对分布式系统中各服务器运行的每个被预先注入跟踪接口的进程，当运行到跟踪接口时，若检测到当前该进程包含用户请求对应的标识符，则将标识符和跟踪接口所指示的函数的相关信息对应并生成日志；最后将生成的日志按照所对应的标识符分别进行汇总。在对用户请求进行监测时，由于采用采样的方式抽样监测用户请求，对系统性能的扰动低，不会给监测系统造成太大压力，并且，针对监测分布式系统中的各服务器产生的日志能够按照用户请求的标识符实时汇总，能够支持实时分析用户请求的行为。
附图说明
图1为本申请实施例提供的监测用户请求在分布式系统中运行的方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的日志输出格式的示意图；
图3为本申请实施例提供的用一个调用的不同系统行为的比较示意图；
图4为本申请实施例提供的同一个调用的不同系统行为的差异分析的示意图；
图5为本申请实施例提供的MBoxServer::GetMail的详细调用情况的示意图；
图6为为本申请实施例提供的用户请求次数和机器之间的分布的示意图；
图7为本申请实施例提供的监测用户请求在分布式系统中运行的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本申请实施例提供的监测用户请求在分布式系统中运行的方法及装置的具体实施方式进行详细地说明。
本申请实施例提供的一种监测用户请求在分布式系统中运行的方法，如图1所示，具体流程包括以下步骤：
S101、对分布式系统中各服务器接收到的用户请求进行采样；
S102、对各服务器采样到的用户请求生成对应的标识符，该标识符在用户请求调用线程时会作为变量被传递到当前线程中；
S103、预先对分布式系统中各服务器运行的进程注入跟踪接口，当进程运行到该跟踪接口时，若检测到当前该进程包含用户请求对应的标识符，则将标识符和跟踪接口所指示的函数的相关信息对应并生成日志；
S104、将生成的日志按照所对应的标识符分别进行汇总。
下面对上述各步骤的具体实现方式进行详细的说明。
在具体实施时，为了能够减少监测对分布式系统性能的扰动影响，且保证监测系统不会有太严重的负担，对分布式系统中各服务器接受到的用户请求一般按照1%-5%的比例进行随机采样，被采样到的用户请求会在调用的个线程汇总被跟踪生成对应的日志。
具体地，本申请实施例提供的方法中，是根据识别用户请求对应的标识符，来对采样到的用户请求进行跟踪。进一步地，在对各服务器采样到的用户请求生成对应的标识符时，需要保证生成的标识符在该分布式系统中具有唯一性，在具体实施时，针对各接收服务器采样到的用户请求，可以根据采集到的用户请求发送时间和请求接收服务器的标识按照设定的的算法生成用户请求唯一对应的标识符，在此对生成标识符的算法不做具体限定。
为了保证采样到的用户请求能够在各服务器运行的进程中能被有效的检测出，用户请求对应的标识符会作为变量传递到当前被用户请求调用的线程中，具体地，在同一进程中用户请求调用不同的线程时，标识符会保留在进程的线程变量（TLS）中；在进程创建子进程时，会把标识符传递到子进程中；当用户请求跨进程调用不同的线程时，该标识符被通讯协议传递到各进程中；具体地，可以通过在网络模块发送网络请求时从线程取得标识符，放置在网络请求的报头中传递到接收端，接收端从接收到的网络请求中提取该标识符，并在当前处理网络请求的线程中传递该标识符。
具体地，对于分布式系统中各服务器，可以预先对所需监测的进行注入跟踪接口，例如在具体实施时可以是TRACE_LOG接口，该跟踪接口用于在注入点显式地添加与注入点类型有关的描述信息。所有跟踪接口都可以采用RAII编程规范，即接口必须显式地完成对系统资源的释放与申请。通过跟踪接口，用户请求在进入和离开注入点的时间戳可分别由构造函数和析构函数记录，并导入到日志中。
在具体实施时，可以通过下述代码实现注入探针跟踪：
这样，当在分布式系统中各服务器的程序运行到TRACE_LOG接口时，就会检测当前运行的进程是否包含用户请求对应的标识符；
若有，逻辑就会从线程中获取该标识符，将其和跟踪接口所指示的函数的相关信息对应并生成日志中，具体地，可以将该标识符、调用的函数名称和位置、调用函数的时间、以及调用时产生的错误信息输出到日志中，输出日志的具体格式可以例如图2所示，其中，TRACE_ID_:001表示标识符为001的请求，_FUNC_:FunctionA_start表示FunctionA开始的时间点，_FUNC_:FunctionA_end表示FunctionA结束的时间点，/Example.cpp:117是附加信息，表示该日志位于Example.cpp的第117行；
若无，即没有设置标识符或该标识符为0，则表示该调用该进程的用户请求未被跟踪监测，逻辑就不执行任何操作。
具体地，在步骤S104中，当分布式系统中各服务器的日志生成后，后台收集程序会每隔一段时间将日志收集到处理服务器中进行关联，即按照不同的标识符进行汇总。具体地，可以按照下述方式进行汇总：
首先，将收集到的日志按照不同标识符分别进行归类；
然后，对于同一标识符的日志，按照不同的进程分别进行归类；
接着，对于同一标识符的同一进程的日志，按照函数按照调用开始和结束时间分别进行合并；
最后，对同一标识符跨进程的日志，按照时间顺序进行组合。
较佳地，在步骤S104将日志进行汇总之后，还可以根据具体需求，对汇总后的日志进行分析，并输出分析结果。在具体实施时，可以通过日志分析程序将不同的标识符进行归类组合，形成分析的原始数据。为了能够方便分析用户请求在程序中的运行方式，可以采用可视化/分析框架帮助理解程序运行的方式。
其中，对日志的具体分析可以是下述方式或其任意组合：
1、对同一种调用方式的用户请求进行不同路径的分析：在分布式系统中，同一种调用方式由于系统的不同状况可能会出现不同的行为，例如：分布式系统在是否命中Cache情况会有一样的两种反应，可以通过统计同一个方式处理不同的调用行为分析出分布式系统真实的处理情况。例如如图3所示，对同一MailBox::GetMail的处理，两种不同的行为（A，B），分别占99.77%和0.22%，如图4所示，通过细节比较我们能看出行为A，行为B之间的差异。
2、对用户请求在分布式系统中的运行路径，以及在各模块中运行时间的分析：根据汇总的用户请求日志，如图5所示，可以统计出用户请求的调用数据，在各服务器的各模块的进程中该用户请求运行的时间消耗。
3、对分布式系统中各模块调用频率的分析：除了可以查看各用户请求调用各模块的平均值和最大值之外，还可以根据不同的维度，即从时间，标识符以及设备的角度查看程序调用情况的分布，例如如图6所示，可从设备的角度查看所有用户请求在该设备上的分布情况。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种监测用户请求在分布式系统中运行的装置，由于该装置解决问题的原理与前述一种监测用户请求在分布式系统中运行的方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
本申请实施例提供的一种监测用户请求在分布式系统中运行的装置，如图7所示，包括：
采样模块01，用于对分布式系统中各服务器接收到的用户请求进行采样；
标识符生成模块02，用于对各服务器采样到的用户请求生成对应的标识符，该标识符在所述用户请求调用线程时会作为变量被传递到当前线程中；
注入跟踪接口模块03，用于预先对分布式系统中各服务器运行的进程注入跟踪接口，当进程运行到该跟踪接口时，若检测到当前该进程包含用户请求对应的标识符，则将所述标识符和跟踪接口所指示的函数的相关信息对应并生成日志；
日志汇总模块04，用于将生成的日志按照所对应的标识符分别进行汇总。
进一步地，上述装置如图2所示，还包括：日志分析模块05，用于对汇总后的日志进行分析并输出分析结果，具体采用以下方式或其任意组合分析日志：对同一种调用方式的用户请求进行不同路径的分析；对用户请求在分布式系统中的运行路径，以及在各模块中运行时间的分析；对分布式系统中各模块调用频率的分析。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述的方法。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的。
本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本申请实施例提供的一种监测用户请求在分布式系统中运行的方法及装置，在用户访问分布式系统时，对分布式系统接收到的用户请求进行采样，并对采样到的用户请求生成与其对应的标识符，在该用户请求调用的各线程中传递该标识符；针对分布式系统中各服务器运行的每个被预先注入跟踪接口的进程，当运行到跟踪接口时，若检测到当前该进程包含用户请求对应的标识符，则将标识符和跟踪接口所指示的函数的相关信息对应并生成日志；最后将生成的日志按照所对应的标识符分别进行汇总。在对用户请求进行监测时，由于采用采样的方式抽样监测用户请求，对系统性能的扰动低，不会给监测系统造成太大压力，并且，针对监测分布式系统中的各服务器产生的日志能够按照用户请求的标识符实时汇总，能够支持实时分析用户请求的行为。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种监测用户请求在分布式系统中运行的方法，其特征在于，包括：
对分布式系统中各服务器接收到的用户请求进行采样；
对各服务器采样到的用户请求生成唯一对应的标识符，在同一进程中所述用户请求调用不同的线程时，在进程创建子进程时，将所述标识符传递到所述子进程中；当所述用户请求跨进程调用不同的线程时，所述标识符被通讯协议传递到各进程中；
预先对分布式系统中各服务器运行的进程注入跟踪接口，当进程运行到该跟踪接口时，若检测到当前该进程包含用户请求对应的标识符，则将所述标识符和跟踪接口所指示的函数的相关信息对应并生成日志；所述函数的相关信息为调用函数时产生的相关信息；
将生成的日志按照所对应的标识符分别进行汇总。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对分布式系统中各服务器接收到的用户请求进行采样，具体包括：
对分布式系统中各服务器接收到的用户请求按照1％-5％的比例进行随机采样。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对各服务器采样到的用户请求生成唯一对应的标识符，具体包括：
针对各接收服务器采样到的用户请求，根据请求发送时间和请求接收服务器的标识按照设定的算法生成唯一对应的标识符。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述标识符和跟踪接口所指示的函数的相关信息输出到日志中，具体包括：
将所述标识符、调用的函数名称和位置、调用函数的时间、以及调用时产生的错误信息输出到日志中。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，将生成的日志按照对应的标识符分别进行汇总，具体包括：
将收集到的日志按照不同标识符分别进行归类；
对于同一标识符的日志，按照不同的进程分别进行归类；
对于同一标识符的同一进程的日志，按照函数按照调用开始和结束时间分别进行合并；
对同一标识符跨进程的日志，按照时间顺序进行组合。
6.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，在将日志进行汇总之后，还包括：
对汇总后的日志进行分析，并输出分析结果。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对汇总后的日志进行分析，具体包括以下方式或其任意组合：
对同一种调用方式的用户请求进行不同路径的分析；
对用户请求在分布式系统中的运行路径，以及在各模块中运行时间的分析；
对分布式系统中各模块调用频率的分析。
8.一种监测用户请求在分布式系统中运行的装置，其特征在于，包括：
采样模块，用于对分布式系统中各服务器接收到的用户请求进行采样；
标识符生成模块，用于对各服务器采样到的用户请求生成唯一对应的标识符，在同一进程中所述用户请求调用不同的线程时，在进程创建子进程时，将所述标识符传递到所述子进程中；当所述用户请求跨进程调用不同的线程时，所述标识符被通讯协议传递到各进程中；
注入跟踪接口模块，用于预先对分布式系统中各服务器运行的进程注入跟踪接口，当进程运行到该跟踪接口时，若检测到当前该进程包含用户请求对应的标识符，则将所述标识符和跟踪接口所指示的函数的相关信息对应并生成日志；所述函数的相关信息为调用函数时产生的相关信息；
日志汇总模块，用于将生成的日志按照所对应的标识符分别进行汇总。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：日志分析模块，用于对汇总后的日志进行分析并输出分析结果，具体采用以下方式或其任意组合分析日志：对同一种调用方式的用户请求进行不同路径的分析；对用户请求在分布式系统中的运行路径，以及在各模块中运行时间的分析；对分布式系统中各模块调用频率的分析。
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