CN109756364B - 一种基于日志分析的微服务性能优化系统和分析方法 - Google Patents
一种基于日志分析的微服务性能优化系统和分析方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于日志分析的微服务性能优化方法，包括以下步骤：微服务模块的关键接口通过日志sdk记录接口调用的进出日志；日志采集代理模块每隔一定时间采集服务系统的性能监控信息；统一日志分析平台根据进出日志进行提取和分析，得到系统的性能瓶颈点；微服务网关每隔一定时间通过各微服务模块的性能指标更新智能路由模块的路由策略，同时API监控模块通过日志分析系统处理提取出外部请求数和吞吐量，然后根据外部请求数、吞吐量和性能瓶颈点得到微服务网关的外部限流权重。本发明通过日志的自动提取和分析，生成调完整的调用链拓扑和发现隐藏的性能疑点，快速找出系统的性能瓶颈点，能够有效地减少开发和运维人员的实际工作量。
Description
技术领域
本发明属于数据处理技术领域，具体涉及一种基于日志分析的微服务性能优化系统和分析方法。
背景技术
随着云计算及大量开源轻量级技术的日渐成熟，催生了新的架构设计风格 - 微服务架构。微服务架构特征是有细粒度服务边界，有利于的独立开发、测试、部署、扩展。但随着服务规模越来越大，服务调用链变长，性能问题会变得越来越重要。服务的性能直观表现就是请求的响应时间和吞吐量。
如图1所示，在微服务系统中，前端的一个请求可能对应后端多个系统的多个请求，错综复杂，当服务的出现故障或者性能问题，除了检查微服务容器系统监控信息外，还需要分析请求的服务调用链，获取关键节点的依赖关系，从上到下分析节点的日志以及关键操作的响应时间。首先，在分布式系统中，由于每个系统的技术栈可能不同，日志实现方式也可能不同，想要查看并分析整体的调用链非常困难；其次在发现一些节点存在非设计上的性能瓶颈时，动态调整微服务网关的路由策略也比较繁琐。
发明内容
本发明的目的在于：解决上述现有技术中的不足，提供一种基于日志分析的微服务性能优化系统和分析方法，通过日志的自动提取和分析，生成完整的调用链拓扑和发现隐藏的性能疑点，能够有效地减少开发和运维人员的实际工作量。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于日志分析的微服务性能优化系统，包括：第一服务器、若干个其它服务器和统一日志分析平台，所述第一服务器包括第一日志采集代理模块和微服务网关；所述其它服务器包括第二日志采集代理模块、微服务模块A和微服务模块B，所述统一日志分析平台包括依次连接的日志存储引擎、日志分析引擎和分析数据管理模块；所述微服务网关与所述统一日志分析平台连接，所述第一服务器和统一日志分析平台分别与所述其它服务器连接；
上述的微服务网关包括API监控模块和策略更新引擎，所述策略更新引擎包括智能路由模块和限流模块；
上述的日志存储引擎包括日志提取模块和日志分类模块，所述的日志分析引擎包括调用链路分析模块、服务分析模块、主机资源分析模块、单微服务分析模块和网关流量分析模块，所述分析数据管理模块包括主题数据存储模块、调用链拓扑模块和分析报告模块；
所述策略更新引擎用于执行以下操作：
步骤9：对于相同的调用链路，分析一个时间窗内的服务接口的响应时间；找出平均响应时间较长的服务接口，作为某个服务接口实现业务的性能疑点；
步骤10：对某个服务的所有实例，分别计算不同接口在一个时间窗内的响应时间；找出某个服务实例接口平均响应时间较长的，作为某个服务接口业务关联运行环境的性能疑点；
步骤11：对单个微服务分别计算不同接口在一个时间窗内的响应时间；找出平均响应时间较长的时间段，作为服务关联环境的性能疑点；
步骤12：分析一个时间窗内不同服务器/容器的性能指标，作为服务环境的性能疑点；
步骤13：统计各个服务的所有实例在一个时间段内的平均响应时间、熔断次数以及服务所在系统的性能指标，计算出下个周期微服务网关的微服务路由权重；
步骤14：分析网关监控日志，统计一个时间窗里的请求数和吞吐量，结合此时间段各服务的性能指数，计算出下个周期微服务网关的外部限流权重；
步骤15：从步骤9至12的分析结果，生成不同的性能指标监控报告；
步骤16：微服务网关根据步骤13至14的分析数据，动态更新服务路由策略和服务限流策略。
一种基于日志分析的微服务性能优化方法，应用上述的基于日志分析的微服务性能优化系统，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：微服务模块的关键接口通过日志sdk非侵入式地记录接口调用的进出日志；日志采集代理模块每隔一定时间采集服务系统的性能监控信息；
步骤二：统一日志分析平台根据进出日志进行提取和分析，得到系统的性能瓶颈点；
步骤三：微服务网关每隔一定时间通过各微服务模块的性能指标更新智能路由模块的路由策略，同时API监控模块通过日志分析系统提取出外部请求数和吞吐量，然后根据外部请求数、吞吐量和性能瓶颈点得到微服务网关的外部限流权重。
进一步的，上述的步骤一还包括：根据用户的每次请求生成一个全局ID，并记录每个服务的全局ID、当前跨度ID和上级调用ID，所述的进出日志包括全局ID、当前跨度ID、上级调用ID、服务唯一接口ID、接口调用的起止时间和同一个服务中接口调用堆栈和各接口耗时信息；若存在熔断类的接口，则返回单独区分标记。
进一步的，上述的步骤二具体为：
步骤201：统一日志分析平台将接收到的日志按照日志标签，提取出性能监控相关的日志单独分类存储；
步骤202：日志分析引擎根据进出日志中的信息生成调用服务链以及服务中接口调用的拓扑；
步骤203：对于相同的调用链路，分析一个时间窗内的服务接口的响应时间；找出平均响应时间较长的服务接口，作为服务接口实现业务的性能疑点；
对某个服务的所有实例，分别计算不同接口在一个时间窗内的响应时间；找出某个服务实例接口平均响应时间较长的，作为服务接口业务关联运行环境的性能疑点；
对单个微服务分别计算不同接口在一个时间窗内的响应时间；找出平均响应时间较长的时间段，作为服务关联环境的性能疑点；
分析一个时间窗内不同服务器的性能指标，作为服务环境的性能疑点；
步骤13：统计各个服务的所有实例在一个时间段内的平均响应时间、熔断次数以及服务所在系统的性能指标，计算出下个周期微服务网关的微服务路由权重；
步骤14：分析网关监控日志，统计一个时间窗里的请求数和吞吐量，结合此时间段各服务的性能指数，计算出下个周期微服务网关的外部限流权重。
进一步的，上述的微服务性能优化方法还包括每隔一定时间重复步骤二和步骤三，动态更新服务路由策略和服务限流策略。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的基于日志分析的微服务性能优化系统和分析方法通过日志的自动提取和分析，生成完整的调用链拓扑和发现隐藏的性能疑点，快速找出系统的性能瓶颈点，能够有效地减少开发和运维人员的实际工作量。
附图说明
图1为本发明的现有技术处理流程示意图。
图2为本发明的微服务性能优化系统结构示意图。
具体实施方式
参照附图1-2，对本发明的实施方式做具体的说明。
一种基于日志分析的微服务性能优化系统，包括：第一服务器、若干个其它服务器和统一日志分析平台，所述第一服务器包括第一日志采集代理模块和微服务网关；所述其它服务器包括第二日志采集代理模块、微服务模块A和微服务模块B，所述统一日志分析平台包括依次连接的日志存储引擎、日志分析引擎和分析数据管理模块；所述微服务网关与所述统一日志分析平台连接，所述第一服务器和统一日志分析平台分别与所述其它服务器连接。
进一步的，上述的微服务网关包括API监控模块和策略更新引擎，所述策略更新引擎包括智能路由模块和限流模块。
进一步的，上述的日志存储引擎包括日志提取模块和日志分类模块，所述的日志分析引擎包括调用链路分析模块、服务分析模块、主机资源分析模块、单微服务分析模块和网关流量分析模块，所述分析数据管理模块包括主题数据存储模块、调用链拓扑模块和分析报告模块。
微服务的关键接口通过日志sdk非侵入式地记录接口调用的进出日志，日志中包含必要的调用请求id、跨度id和接口调用的耗时等信息，保证统一日志分析平台能够生成用链拓扑；日志采集agent定时采集服务系统的性能监控信息，保证日志分析平台能够找到系统环境的性能点；日志分析平台通过日志各微服务日志提取调用链和调用链中服务接口的响应时间，以及分析相同服务不同实例接口的响应、服务系统的性能监控，给出整个服务系统的具体性能瓶颈点；最后，微服务网关通过各个微服务的最近性能指标，定时更新服务的路由策略，同时网关的API监控信息通过日志分析系统提取出最近的外部请求数和吞吐量，结合当前系统的性能指数，给出微服务网关的外部限流权重。本发明提供的微服务性能优化方案，对整个系统是非侵入式的，通过日志的自动提取和分析，生成完整的调用链拓扑和发现隐藏的性能疑点，能够有效地减少开发和运维人员的实际工作量。
一种基于日志分析的微服务性能优化方法，应用上述的基于日志分析的微服务性能优化系统，包括以下步骤：
步骤一：微服务模块的关键接口通过日志sdk非侵入式地记录接口调用的进出日志；日志采集代理模块每隔一定时间采集服务系统的性能监控信息；
步骤二：统一日志分析平台根据进出日志进行提取和分析，得到系统的性能瓶颈点；
步骤三：微服务网关每隔一定时间通过各微服务模块的性能指标更新智能路由模块的路由策略，同时API监控模块通过日志分析系统提取出外部请求数和吞吐量，然后根据外部请求数、吞吐量和性能瓶颈点得到微服务网关的外部限流权重。
进一步的，上述的步骤一还包括：根据用户的每次请求生成一个全局ID，并记录每个服务的全局ID、当前跨度ID和上级调用ID，所述的进出日志包括全局ID、当前跨度ID、上级调用ID、服务唯一接口ID、接口调用的起止时间和同一个服务中接口调用堆栈和各接口耗时信息；若存在熔断类的接口，则返回单独区分标记。
进一步的，上述的步骤二具体为：
步骤201：统一日志分析平台将接收到的日志按照日志标签，提取出性能监控相关的日志单独分类存储；
步骤202：日志分析引擎根据进出日志中的信息生成调用服务链以及服务中接口调用的拓扑；
步骤203：对于相同的调用链路，分析一个时间窗内的服务接口的响应时间；找出平均响应时间较长的服务接口，作为服务接口实现业务的性能疑点；
对某个服务的所有实例，分别计算不同接口在一个时间窗内的响应时间；找出某个服务实例接口平均响应时间较长的，作为服务接口业务关联运行环境的性能疑点；
对单个微服务分别计算不同接口在一个时间窗内的响应时间；找出平均响应时间较长的时间段，作为服务关联环境的性能疑点；
分析一个时间窗内不同服务器的性能指标，作为服务环境的性能疑点；
步骤13：统计各个服务的所有实例在一个时间段内的平均响应时间、熔断次数以及服务所在系统的性能指标，计算出下个周期微服务网关的微服务路由权重；
步骤14：分析网关监控日志，统计一个时间窗里的请求数和吞吐量，结合此时间段各服务的性能指数，计算出下个周期微服务网关的外部限流权重；
进一步的，上述的步骤三具体为：统计各个服务的所有实例在一个时间段内的平均响应时间、熔断次数以及服务所在系统的性能指标，计算出下个周期微服务网关的微服务路由权重；同时分析网关监控日志，统计一个时间窗里的请求数和吞吐量，结合此时间段各服务的性能指数，计算出下个周期微服务网关的外部限流权重；并根据步骤二和步骤三中得到的分析结果生成各性能指标的监控报告。
进一步的，上述的微服务性能优化方法还包括每隔一定时间重复步骤二和步骤三，动态更新服务路由策略和服务限流策略。
在本发明的其中一个实施例中，微服务性能优化方法包括以下步骤：
步骤1：用户的每次请求都会生成一个全局ID（traceId），一个全局ID代表一次请求；
步骤2：每个服务记录下全局ID、当前跨度ID（spanId）和上级调用ID（parentId），用于组织一次完整调用链的父子关系，整个调用过程中每个请求都要透传traceId和spanId；
步骤3：每个微服务的关键接口的通过切面调用日志sdk，日志sdk需要记录traceId、parentId、spanId、服务接口唯一id和接口调用的起止时间等信息；熔断类的接口返回单独区分标记；
步骤4; 使用步骤2和步骤3类似的方法，可以记录同一个服务里的接口调用堆栈和各个接口耗时的相关信息；
步骤5;日志sdk异步写入本地日志文件或者直接发送到统一日志服务；
步骤6：日志agent采集服务器上每个微服务的日志，并给每个微服务日志加上主机、容器id、服务id等标签，另外日志agent还要定时采集系统的性能监控信息，并将日志和系统监控发送到统一日志服务；
步骤7：统一日志分析平台将接收到的日志按照日志标签，提取出性能监控相关的日志单独分类存储；
步骤8：日志分析引擎根据日志记录下的traceId、parentId、spanId等信息生成调用服务链以及服务中接口调用的拓扑；
步骤9：对于相同的调用链路，分析一个时间窗内的服务接口的响应时间；找出平均响应时间较长的服务接口，作为某个服务接口实现业务的性能疑点；
步骤10：对某个服务的所有实例，分别计算不同接口在一个时间窗内的响应时间；找出某个服务实例接口平均响应时间较长的，作为某个服务接口业务关联运行环境的性能疑点；
步骤11：对单个微服务分别计算不同接口在一个时间窗内的响应时间；找出平均响应时间较长的时间段，作为服务关联环境的性能疑点；
步骤12：分析一个时间窗内不同服务器/容器的性能指标，作为服务环境的性能疑点；
步骤13：统计各个服务的所有实例在一个时间段内的平均响应时间、熔断次数以及服务所在系统的性能指标，计算出下个周期微服务网关的微服务路由权重；
步骤14：分析网关监控日志，统计一个时间窗里的请求数和吞吐量，结合此时间段各服务的性能指数，计算出下个周期微服务网关的外部限流权重；
步骤15：从步骤9至12的分析结果，生成不同的性能指标监控报告；
步骤16：微服务网关根据步骤13至14的分析数据，动态更新服务路由策略和服务限流策略。
Claims (5)
1.一种基于日志分析的微服务性能优化系统，其特征在于，包括：
第一服务器、若干个其它服务器和统一日志分析平台，所述第一服务器包括第一日志采集代理模块和微服务网关；所述其它服务器包括第二日志采集代理模块、微服务模块A和微服务模块B，所述统一日志分析平台包括依次连接的日志存储引擎、日志分析引擎和分析数据管理模块；所述微服务网关与所述统一日志分析平台连接，所述第一服务器和统一日志分析平台分别与所述其它服务器连接；
所述的微服务网关包括API监控模块和策略更新引擎，所述策略更新引擎包括智能路由模块和限流模块；
所述的日志存储引擎包括日志提取模块和日志分类模块，所述的日志分析引擎包括调用链路分析模块、服务分析模块、主机资源分析模块、单微服务分析模块和网关流量分析模块，所述分析数据管理模块包括主题数据存储模块、调用链拓扑模块和分析报告模块；
所述策略更新引擎用于执行以下操作：
步骤9：对于相同的调用链路，分析一个时间窗内的服务接口的响应时间；找出平均响应时间较长的服务接口，作为某个服务接口实现业务的性能疑点；
步骤10：对某个服务的所有实例，分别计算不同接口在一个时间窗内的响应时间；找出某个服务实例接口平均响应时间较长的，作为某个服务接口业务关联运行环境的性能疑点；
步骤11：对单个微服务分别计算不同接口在一个时间窗内的响应时间；找出平均响应时间较长的时间段，作为服务关联环境的性能疑点；
步骤12：分析一个时间窗内不同服务器/容器的性能指标，作为服务环境的性能疑点；
步骤13：统计各个服务的所有实例在一个时间段内的平均响应时间、熔断次数以及服务所在系统的性能指标，计算出下个周期微服务网关的微服务路由权重；
步骤14：分析网关监控日志，统计一个时间窗里的请求数和吞吐量，结合此时间段各服务的性能指数，计算出下个周期微服务网关的外部限流权重；
步骤15：从步骤9至12的分析结果，生成不同的性能指标监控报告；
步骤16：微服务网关根据步骤13至14的分析数据，动态更新服务路由策略和服务限流策略。
2.一种基于日志分析的微服务性能优化方法，应用权利要求1所述的基于日志分析的微服务性能优化系统，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：微服务模块的关键接口通过日志sdk非侵入式地记录接口调用的进出日志；日志采集代理模块每隔一定时间采集服务系统的性能监控信息；
步骤二：统一日志分析平台根据进出日志进行提取和分析，得到系统的性能瓶颈点；
步骤三：微服务网关每隔一定时间通过各微服务模块的性能指标更新智能路由模块的路由策略，同时API监控模块通过日志分析引擎提取出外部请求数和吞吐量，然后根据外部请求数、吞吐量和性能瓶颈点得到微服务网关的外部限流权重。
3.根据权利要求2所述的一种基于日志分析的微服务性能优化方法，其特征在于：所述的步骤一还包括：根据用户的每次请求生成一个全局ID，并记录每个服务的全局ID、当前跨度ID和上级调用ID，所述的进出日志包括全局ID、当前跨度ID、上级调用ID、服务唯一接口ID、接口调用的起止时间和同一个服务中接口调用堆栈和各接口耗时信息；若存在熔断类的接口，则返回单独区分标记。
4.根据权利要求2所述的一种基于日志分析的微服务性能优化方法，其特征在于：所述的步骤二具体为：
步骤201：统一日志分析平台将接收到的日志按照日志标签，提取出性能监控相关的日志单独分类存储；
步骤202：日志分析引擎根据进出日志中的信息生成调用服务链以及服务中接口调用的拓扑；
步骤203：对于相同的调用链路，分析一个时间窗内的服务接口的响应时间；找出平均响应时间较长的服务接口，作为服务接口实现业务的性能疑点；
步骤204：对某个服务的所有实例，分别计算不同接口在一个时间窗内的响应时间；找出某个服务实例接口平均响应时间较长的，作为服务接口业务关联运行环境的性能疑点；
步骤205：对单个微服务分别计算不同接口在一个时间窗内的响应时间；找出平均响应时间较长的时间段，作为服务关联环境的性能疑点；
步骤206：分析一个时间窗内不同服务器的性能指标，作为服务环境的性能疑点；
步骤207：统计各个服务的所有实例在一个时间段内的平均响应时间、熔断次数以及服务所在系统的性能指标，计算出下个周期微服务网关的微服务路由权重；
步骤208：分析网关监控日志，统计一个时间窗里的请求数和吞吐量，结合此时间段各服务的性能指数，计算出下个周期微服务网关的外部限流权重。
5.根据权利要求2所述的一种基于日志分析的微服务性能优化方法，其特征在于：所述的微服务性能优化方法还包括每隔一定时间重复步骤二和步骤三，动态更新服务路由策略和服务限流策略。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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