TW201411367A - 監測用戶請求在分散式系統中運行的方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了一種監測用戶請求在分散式系統中運行的方法及裝置，在用戶訪問分散式系統時，對採樣的用戶請求產生與其對應的識別字，並在該用戶請求調用的各線程中傳遞該識別字；針對各伺服器運行的每個被預先注入跟蹤介面的進程，若檢測到當前該進程包含用戶請求對應的識別字，則將識別字和跟蹤所指示的函數的相關資訊對應並產生日誌；最後將產生的日誌按照所對應的識別字分別進行匯總。在對用戶請求進行監測時，由於採用採樣的方式抽樣監測用戶請求，對系統性能的擾動低，不會給監測系統造成太大壓力，並且，針對監測分散式系統中的各伺服器產生的日誌能夠按照用戶請求的識別字即時匯總，能夠支持即時分析用戶請求。

Description

監測用戶請求在分散式系統中運行的方法及裝置
本發明涉及分散式系統技術領域，尤其涉及一種監測用戶請求在分散式系統中運行的方法及裝置。
在大型分散式系統中，用戶的應用服務請求往往需要經過多種服務構件才能完成操作，例如：在阿里巴巴的雲端計算平臺中，用戶的一次寫檔的訪問請求需經過調度、通信、索引以及分散式儲存等服務構件，才能完成更新索引緩存、維護用戶元資訊、寫檔以及寫訪問日誌等多種操作，而這些服務構件一般部署在數以百計的伺服器的不同進程上且由不同的軟體構成。
目前，對於用戶調用分散式系統行為的監控和分析，往往集中在分散式系統的單個服務構件上，例如：藉由監控檔系統的讀寫，監控上層系統的吞吐量等。藉由這種監控方式只能對單一服務構件進行分析，無法準確得到用戶的應用服務請求行為對整個分散式系統的影響。
綜上所述，如何在對系統性能低擾動的情況下，實現在分散式系統中即時監測用戶請求的運行，是本領域技術人員亟需解決的技術問題。
本發明實施例提供了一種監測用戶請求在分散式系統 中運行的方法及裝置，用以實現在分散式系統中對系統性能低擾動的情況下，即時監測用戶請求的運行。
本發明實施例提供的一種監測用戶請求在分散式系統中運行的方法，包括：對分散式系統中各伺服器接收到的用戶請求進行採樣；對各伺服器採樣到的用戶請求產生對應的識別字，所述識別字在所述用戶請求調用線程時會作為變數被傳遞到當前線程中；預先對分散式系統中各伺服器運行的進程注入跟蹤介面，當進程運行到該跟蹤介面時，若檢測到當前該進程包含用戶請求對應的識別字，則將所述識別字和跟蹤介面所指示的函數的相關資訊對應並產生日誌；將產生的日誌按照所對應的識別字分別進行匯總。
本發明實施例提供的一種監測用戶請求在分散式系統中運行的裝置，包括：採樣模組，用於對分散式系統中各伺服器接收到的用戶請求進行採樣；識別字產生模組，用於對各伺服器採樣到的用戶請求產生對應的識別字，所述識別字在所述用戶請求調用線程時會作為變數被傳遞到當前線程中；注入跟蹤介面模組，用於預先對分散式系統中各伺服器運行的進程注入跟蹤介面，當進程運行到該跟蹤介面時，若檢測到當前該進程包含用戶請求對應的識別字，則 將所述識別字和跟蹤介面所指示的函數的相關資訊對應並產生日誌；日誌匯總模組，用於將產生的日誌按照所對應的識別字分別進行匯總。
本發明實施例的有益效果包括：本發明實施例提供的一種監測用戶請求在分散式系統中運行的方法及裝置，在用戶訪問分散式系統時，對分散式系統接收到的用戶請求進行採樣，並對採樣到的用戶請求產生與其對應的識別字，在該用戶請求調用的各線程中傳遞該識別字；針對分散式系統中各伺服器運行的每個被預先注入跟蹤介面的進程，當運行到跟蹤介面時，若檢測到當前該進程包含用戶請求對應的識別字，則將識別字和跟蹤介面所指示的函數的相關資訊對應並產生日誌；最後將產生的日誌按照所對應的識別字分別進行匯總。在對用戶請求進行監測時，由於採用採樣的方式抽樣監測用戶請求，對系統性能的擾動低，不會給監測系統造成太大壓力，並且，針對監測分散式系統中的各伺服器產生的日誌能夠按照用戶請求的識別字即時匯總，能夠支持即時分析用戶請求的行為。
下面結合圖式，對本發明實施例提供的監測用戶請求在分散式系統中運行的方法及裝置的具體實施方式進行詳細地說明。
本發明實施例提供的一種監測用戶請求在分散式系統中運行的方法，如圖1所示，具體流程包括以下步驟：S101、對分散式系統中各伺服器接收到的用戶請求進行採樣；S102、對各伺服器採樣到的用戶請求產生對應的識別字，該識別字在用戶請求調用線程時會作為變數被傳遞到當前線程中；S103、預先對分散式系統中各伺服器運行的進程注入跟蹤介面，當進程運行到該跟蹤介面時，若檢測到當前該進程包含用戶請求對應的識別字，則將識別字和跟蹤介面所指示的函數的相關資訊對應並產生日誌；S104、將產生的日誌按照所對應的識別字分別進行匯總。
下面對上述各步驟的具體實現方式進行詳細的說明。
在具體實施時，為了能夠減少監測對分散式系統性能的擾動影響，且保證監測系統不會有太嚴重的負擔，對分散式系統中各伺服器接受到的用戶請求一般按照1%-5%的比例進行隨機採樣，被採樣到的用戶請求會在調用的個線程匯總被跟蹤產生對應的日誌。
具體地，本發明實施例提供的方法中，是根據識別用戶請求對應的識別字，來對採樣到的用戶請求進行跟蹤。進一步地，在對各伺服器採樣到的用戶請求產生對應的識別字時，需要保證產生的識別字在該分散式系統中具有唯一性，在具體實施時，針對各接收伺服器採樣到的用戶請 求，可以根據採集到的用戶請求發送時間和請求接收伺服器的標識按照設定的的演算法產生用戶請求唯一對應的識別字，在此對產生識別字的演算法不做具體限定。
為了保證採樣到的用戶請求能夠在各伺服器運行的進程中能被有效的檢測出，用戶請求對應的識別字會作為變數傳遞到當前被用戶請求調用的線程中，具體地，在同一進程中用戶請求調用不同的線程時，識別字會保留在進程的線程變數(TLS)中；在進程建立子進程時，會把識別字傳遞到子進程中；當用戶請求跨進程調用不同的線程時，該識別字被通訊協定傳遞到各進程中；具體地，可以藉由在網路模組發送網路請求時從線程取得識別字，放置在網路請求的報頭中傳遞到接收端，接收端從接收到的網路請求中提取該識別字，並在當前處理網路請求的線程中傳遞該識別字。
具體地，對於分散式系統中各伺服器，可以預先對所需監測的進行注入跟蹤介面，例如在具體實施時可以是TRACE_LOG介面，該跟蹤介面用於在注入點顯式地添加與注入點類型有關的描述資訊。所有跟蹤介面都可以採用RAII編程規範，即介面必須顯式地完成對系統資源的釋放與申請。藉由跟蹤介面，用戶請求在進入和離開注入點的時間戳可分別由構造函數和析構函數記錄，並導入到日誌中。
在具體實施時，可以藉由下述代碼實現注入探針跟蹤：
這樣，當在分散式系統中各伺服器的程式運行到TRACE_LOG介面時，就會檢測當前運行的進程是否包含用戶請求對應的識別字；若有，邏輯就會從線程中獲取該識別字，將其和跟蹤介面所指示的函數的相關資訊對應並產生日誌中，具體地，可以將該識別字、調用的函數名稱和位置、調用函數的時間、以及調用時產生的錯誤資訊輸出到日誌中，輸出日誌的具體格式可以例如圖2所示，其中，TRACE_ID_：001表示識別字為001的請求， __FUNC__：FunctionA_start表示FunctionA開始的時間點，__FUNC__：FunctionA_end表示FunctionA結束的時間點，/Example.cpp：117是附加資訊，表示該日誌位於Example.cpp的第117行；若無，即沒有設置識別字或該識別字為0，則表示該調用該進程的用戶請求未被跟蹤監測，邏輯就不執行任何操作。
具體地，在步驟S104中，當分散式系統中各伺服器的日誌產生後，後臺收集程式會每隔一段時間將日誌收集到處理伺服器中進行關聯，即按照不同的識別字進行匯總。具體地，可以按照下述方式進行匯總：首先，將收集到的日誌按照不同識別字分別進行歸類；然後，對於同一識別字的日誌，按照不同的進程分別進行歸類；接著，對於同一識別字的同一進程的日誌，按照函數按照調用開始和結束時間分別進行合併；最後，對同一識別字跨進程的日誌，按照時間順序進行組合。
較佳地，在步驟S104將日誌進行匯總之後，還可以根據具體需求，對匯總後的日誌進行分析，並輸出分析結果。在具體實施時，可以藉由日誌分析程式將不同的識別字進行歸類組合，形成分析的原始資料。為了能夠方便分析用戶請求在程式中的運行方式，可以採用視覺化/分析 框架幫助理解程式運行的方式。
其中，對日誌的具體分析可以是下述方式或其任意組合：
1、對同一種調用方式的用戶請求進行不同路徑的分析：在分散式系統中，同一種調用方式由於系統的不同狀況可能會出現不同的行為，例如：分散式系統在是否命中Cache情況會有一樣的兩種反應，可以藉由統計同一個方式處理不同的調用行為分析出分散式系統真實的處理情況。例如如圖3所示，對同一MailBox：：GetMail的處理，兩種不同的行為(A，B)，分別占99.77%和0.22%，如圖4所示，藉由細節比較我們能看出行為A，行為B之間的差異。
2、對用戶請求在分散式系統中的運行路徑，以及在各模組中運行時間的分析：根據匯總的用戶請求日誌，如圖5所示，可以統計出用戶請求的調用資料，在各伺服器的各模組的進程中該用戶請求運行的時間消耗。
3、對分散式系統中各模組調用頻率的分析：除了可以查看各用戶請求調用各模組的平均值和最大值之外，還可以根據不同的維度，即從時間，識別字以及設備的角度查看程式調用情況的分佈，例如如圖6所示，可從設備的角度查看所有用戶請求在該設備上的分佈情況。
基於同一發明構思，本發明實施例還提供了一種監測用戶請求在分散式系統中運行的裝置，由於該裝置解決問題的原理與前述一種監測用戶請求在分散式系統中運行的 方法相似，因此該裝置的實施可以參見方法的實施，重複之處不再贅述。
本發明實施例提供的一種監測用戶請求在分散式系統中運行的裝置，如圖7所示，包括：採樣模組01，用於對分散式系統中各伺服器接收到的用戶請求進行採樣；識別字產生模組02，用於對各伺服器採樣到的用戶請求產生對應的識別字，該識別字在所述用戶請求調用線程時會作為變數被傳遞到當前線程中；注入跟蹤介面模組03，用於預先對分散式系統中各伺服器運行的進程注入跟蹤介面，當進程運行到該跟蹤介面時，若檢測到當前該進程包含用戶請求對應的識別字，則將所述識別字和跟蹤介面所指示的函數的相關資訊對應並產生日誌；日誌匯總模組04，用於將產生的日誌按照所對應的識別字分別進行匯總。
進一步地，上述裝置如圖2所示，還包括：日誌分析模組05，用於對匯總後的日誌進行分析並輸出分析結果，具體採用以下方式或其任意組合分析日誌：對同一種調用方式的用戶請求進行不同路徑的分析；對用戶請求在分散式系統中的運行路徑，以及在各模組中運行時間的分析；對分散式系統中各模組調用頻率的分析。
藉由以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地瞭解到本發明實施例可以藉由硬體實現，也可以借 助軟體加必要的通用硬體平臺的方式來實現。基於這樣的理解，本發明實施例的技術方案可以以軟體產品的形式體現出來，該軟體產品可以儲存在一個非易失性儲存媒體(可以是CD-ROM，USB隨身碟，行動硬碟等)中，包括若干指令用以使得一台電腦設備(可以是個人電腦，伺服器，或者網路設備等)執行本發明各個實施例所述的方法。
本領域技術人員可以理解圖式只是一個較佳實施例的示意圖，圖式中的模組或流程並不一定是實施本發明所必須的。
本領域技術人員可以理解實施例中的裝置中的模組可以按照實施例描述進行分佈於實施例的裝置中，也可以進行相應變化位於不同於本實施例的一個或多個裝置中。上述實施例的模組可以合併為一個模組，也可以進一步拆分成多個子模組。
上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。
本發明實施例提供的一種監測用戶請求在分散式系統中運行的方法及裝置，在用戶訪問分散式系統時，對分散式系統接收到的用戶請求進行採樣，並對採樣到的用戶請求產生與其對應的識別字，在該用戶請求調用的各線程中傳遞該識別字；針對分散式系統中各伺服器運行的每個被預先注入跟蹤介面的進程，當運行到跟蹤介面時，若檢測到當前該進程包含用戶請求對應的識別字，則將識別字和 跟蹤介面所指示的函數的相關資訊對應並產生日誌；最後將產生的日誌按照所對應的識別字分別進行匯總。在對用戶請求進行監測時，由於採用採樣的方式抽樣監測用戶請求，對系統性能的擾動低，不會給監測系統造成太大壓力，並且，針對監測分散式系統中的各伺服器產生的日誌能夠按照用戶請求的識別字即時匯總，能夠支持即時分析用戶請求的行為。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種修改和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明申請專利範圍及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些修改和變型在內。
01‧‧‧採樣模組
02‧‧‧識別字產生模組
03‧‧‧注入跟蹤介面模組
04‧‧‧日誌匯總模組
05‧‧‧日誌分析模組
圖1為本發明實施例提供的監測用戶請求在分散式系統中運行的方法的流程圖；圖2為本發明實施例提供的日誌輸出格式的示意圖；圖3為本發明實施例提供的用一個調用的不同系統行為的比較示意圖；圖4為本發明實施例提供的同一個調用的不同系統行為的差異分析的示意圖；圖5為本發明實施例提供的MBoxServer：：GetMail的詳細調用情況的示意圖，圖6為為本發明實施例提供的用戶請求次數和機器之間的分佈的示意圖； 圖7為本發明實施例提供的監測用戶請求在分散式系統中運行的裝置的結構示意圖。

Claims (10)

  1. 一種監測用戶請求在分散式系統中運行的方法，其特徵在於，包括：對分散式系統中各伺服器接收到的用戶請求進行採樣；對各伺服器採樣到的用戶請求產生對應的識別字，該識別字在該用戶請求調用線程時會作為變數被傳遞到當前線程中；預先對分散式系統中各伺服器運行的進程注入跟蹤介面，當進程運行到該跟蹤介面時，若檢測到當前該進程包含用戶請求對應的識別字，則將該識別字和跟蹤介面所指示的函數的相關資訊對應並產生日誌；將產生的日誌按照所對應的識別字分別進行匯總。
  2. 如申請專利範圍第1該項的方法，其中，對分散式系統中各伺服器接收到的用戶請求進行採樣，具體包括：對分散式系統中各伺服器接收到的用戶請求按照1%-5%的比例進行隨機採樣。
  3. 如申請專利範圍第1該項的方法，其中，該對各伺服器採樣到的用戶請求產生對應的識別字，具體包括：針對各接收伺服器採樣到的用戶請求，根據請求發送時間和請求接收伺服器的標識按照設定的演算法產生唯一對應的識別字。
  4. 如申請專利範圍第1該項的方法，其中，該識別字在該用戶請求調用線程時會作為變數被傳遞到當前線程 中，具體包括：在同一進程中該用戶請求調用不同的線程時，在進程建立子進程時，將該識別字傳遞到該子進程中；當該用戶請求跨進程調用不同的線程時，該識別字符被通訊協定傳遞到各進程中。
  5. 如申請專利範圍第1該項的方法，其中，將該識別字和跟蹤介面所指示的函數的相關資訊輸出到日誌中，具體包括：將該識別字、調用的函數名稱和位置、調用函數的時間、以及調用時產生的錯誤資訊輸出到日誌中。
  6. 如申請專利範圍第1至5中任一項該的方法，其中，將產生的日誌按照對應的識別字分別進行匯總，具體包括：將收集到的日誌按照不同識別字分別進行歸類；對於同一識別字的日誌，按照不同的進程分別進行歸類；對於同一識別字的同一進程的日誌，按照函數按照調用開始和結束時間分別進行合併；對同一識別字跨進程的日誌，按照時間順序進行組合。
  7. 如申請專利範圍第1至5中任一項該的方法，其中，在將日誌進行匯總之後，還包括：對匯總後的日誌進行分析，並輸出分析結果。
  8. 如申請專利範圍第7該項的方法，其中，該對匯總 後的日誌進行分析，具體包括以下方式或其任意組合：對同一種調用方式的用戶請求進行不同路徑的分析；對用戶請求在分散式系統中的運行路徑，以及在各模組中運行時間的分析；對分散式系統中各模組調用頻率的分析。
  9. 一種監測用戶請求在分散式系統中運行的裝置，其特徵在於，包括：採樣模組，用於對分散式系統中各伺服器接收到的用戶請求進行採樣；識別字產生模組，用於對各伺服器採樣到的用戶請求產生對應的識別字，該識別字在該用戶請求調用線程時會作為變數被傳遞到當前線程中；注入跟蹤介面模組，用於預先對分散式系統中各伺服器運行的進程注入跟蹤介面，當進程運行到該跟蹤介面時，若檢測到當前該進程包含用戶請求對應的識別字，則將該識別字和跟蹤介面所指示的函數的相關資訊對應並產生日誌；日誌匯總模組，用於將產生的日誌按照所對應的識別字分別進行匯總。
  10. 如申請專利範圍第9該項的裝置，其中，還包括：日誌分析模組，用於對匯總後的日誌進行分析並輸出分析結果，具體採用以下方式或其任意組合分析日誌：對同一種調用方式的用戶請求進行不同路徑的分析；對用戶請求在分散式系統中的運行路徑，以及在各模組中運行時間的分析；對分散式系統中各模組調用頻率的分析。
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