架构设计70-质量管理10-微服务故障

本文涉及的产品
云原生网关 MSE Higress,422元/月
注册配置 MSE Nacos/ZooKeeper,118元/月
服务治理 MSE Sentinel/OpenSergo,Agent数量 不受限
简介: 架构设计70-质量管理10-微服务故障

架构设计系列文章,请参见连接。

故障为什么发生?

从单体服务发展到微服务之后就会发现故障是不可避免的了。从分布式计算的故障问题也会相应的加入到系统中。所以从单体服务到微服务之后就变成了不可避免的事情。具体可以从以下几个方面说明。

  • 故障无处不在

netflix微服务环境

《微服务设计》-11.规模化微服务
从统计学上来看,规模化之后故障将成为必然事件。

《生产微服务》-18.更多失效的可能性
大型分布式微服务系统包含大量持续变化的小型服务。对于这种复杂系统,我们要接受系统里的组建必然会失效的事实,而且它们经常的失效。

上面是两本书中说明的故障不可避免的问题。另外一个方面也会有软件的规模化的问题。从敏捷的角度看敏捷规模化成为问题才出现了SAFe,Less这种规模化问题解决方案。那么微服务规模化也是有类似的问题,规模化之后和之前几个服务的情况有质的区别。

  • 微服务特点

微服务特点

而本质上,单体应用到微服务应用的转型就是应用的内部的高风险依赖转化为外部的低风险依赖的过程。是内部复杂度向外部复杂度的转换。因此,微服务架构改造所花费的成本大部分都在处理服务间的通信。

  • 墨菲定律

墨菲定律

事情往往会向你所想到的不好的方向发展,只要有这个可能性。即:你越害怕的事情越可能发生。

故障怎么发生?

从上一节看我们没有办法从事前确定故障并解决故障,那怎么在事中解决问题。就变成必须要做的事情。
故障过程

  • 惊群效应

连锁故障是由于正反馈循环(positive feedback)导致的不断扩大规模的故障。连锁故障可能由于整个系统的一小部分出现故障而引发,进而导致系统其他部分也出现故障。例如,某个服务的一个实例由于过载出现故障,导致其他实例负载升高,从而导致这些实例像多米诺骨牌一样一个以全部出现故障。

  • 同质化问题

之前看过一种理论,同一个磁盘阵列中不能购买同一品牌,同一批次的磁盘组成磁盘阵列。原因是:从理论上来说,同一批次,又是同一使用环境,一起出问题的概率总要比不同批次的概率大点。
也就是在相似的初始条件下,又进行了相似的器件损耗的。造成同样问题的可能性也比较高。将这个问题推广到我们的软件系统中,会发现问题更加严重。因为我们的软件系统中服务都是同一个服务多实例部署的,这样就会发现服务不是相似的那么简单的了,服务是一样的。那么推导下去多实例中每一个服务对于同一件事情的处理方式,响应方式都是一样的。那么一个服务遇到一个错误,这类错误就会发生在所有的实例上。

  • 资源共享

现在都在使用微服务进行服务的业务的管理与调度工作。对于服务来说服务的共享资源就成为不同业务抢占的资源,例如CPU资源,内存资源,数据库连接资源,线程资源,文件描述符资源等等。简单的说就是如果一个业务处理时间较长或卡住那么整体业务就可能被卡住,导致系统假死问题。

  • 分布式系统故障

http://www.xumenger.com/the-eight-fallacies-of-distributed-computing-20180817/
分布式系统相关挑战:https://aws.amazon.com/cn/builders-library/challenges-with-distributed-systems/

故障的定位过程

SRE俗语

不能将碰运气当成战略。

使用grafana+prometheus+alertmanager做可视化。使用apm这样的工具去做详细故障定位。

故障解决办法

故障注定会发生,那该怎么应对与解决?对于业界已经有了很多线程的解决方案。

优雅的服务降级 Graceful Service Degradation
变更管理 Change management
自愈 Self-healing
故障切换缓存 Failover Caching
重试机制 Retry Logic
限流与降级 Rate Limiters and Load Shedders
快速且独立地失败 Fail Fast and Independently
舱壁 Bulkheads
断路器 Circuit Breakers

但对于作者个人来说下面的这些方法也可以有效的解决故障问题。

  • 间接依赖

向稳定依赖:通过中间件的方式拆分依赖。例如使用MQ通信,使用Redis作为黑板模式中心仓库。

  • 故障隔离

讲故障隔离在笼子中。减少故障的传播过程。使用FF4j这种特性开关解决问题

  • 减少共享

Hystrix线程隔离技术解析-线程池,数据库连接隔离。

  • 故障注入

混沌工程

参考

『Microservices & Nameko』Python 微服务实践

目录
相关文章
|
14天前
|
Kubernetes Cloud Native Docker
云原生之旅:从容器到微服务的架构演变
【8月更文挑战第29天】在数字化时代的浪潮下,云原生技术以其灵活性、可扩展性和弹性管理成为企业数字化转型的关键。本文将通过浅显易懂的语言和生动的比喻,带领读者了解云原生的基本概念,探索容器化技术的奥秘,并深入微服务架构的世界。我们将一起见证代码如何转化为现实中的服务,实现快速迭代和高效部署。无论你是初学者还是有经验的开发者,这篇文章都会为你打开一扇通往云原生世界的大门。
|
3天前
|
监控 负载均衡 应用服务中间件
探索微服务架构下的API网关设计与实践
在数字化浪潮中,微服务架构以其灵活性和可扩展性成为企业IT架构的宠儿。本文将深入浅出地介绍微服务架构下API网关的关键作用,探讨其设计原则与实践要点,旨在帮助读者更好地理解和应用API网关,优化微服务间的通信效率和安全性,实现服务的高可用性和伸缩性。
13 3
|
7天前
|
存储 Java Maven
从零到微服务专家:用Micronaut框架轻松构建未来架构
【9月更文挑战第5天】在现代软件开发中,微服务架构因提升应用的可伸缩性和灵活性而广受欢迎。Micronaut 是一个轻量级的 Java 框架,适合构建微服务。本文介绍如何从零开始使用 Micronaut 搭建微服务架构,包括设置开发环境、创建 Maven 项目并添加 Micronaut 依赖,编写主类启动应用,以及添加控制器处理 HTTP 请求。通过示例代码展示如何实现简单的 “Hello, World!” 功能,并介绍如何通过添加更多依赖来扩展应用功能,如数据访问、验证和安全性等。Micronaut 的强大和灵活性使你能够快速构建复杂的微服务系统。
26 5
|
15天前
|
消息中间件 Java 网络架构
AMQP与微服务架构的集成策略
【8月更文第28天】在微服务架构中,各个服务通常通过HTTP/REST、gRPC等协议进行交互。虽然这些方法在很多场景下工作得很好,但在需要高并发、低延迟或需要处理大量消息的情况下,传统的同步调用方式可能无法满足需求。此时,AMQP作为异步通信的一种标准协议,可以提供一种更为灵活和高效的消息传递机制。
18 1
|
19天前
|
消息中间件 负载均衡 Kafka
Kafka 实现负载均衡与故障转移:深入分析 Kafka 的架构特点与实践
【8月更文挑战第24天】Apache Kafka是一款专为实时数据处理和流传输设计的高性能消息系统。其核心设计注重高吞吐量、低延迟与可扩展性,并具备出色的容错能力。Kafka采用分布式日志概念,通过数据分区及副本机制确保数据可靠性和持久性。系统包含Producer(消息生产者)、Consumer(消息消费者)和Broker(消息服务器)三大组件。Kafka利用独特的分区机制实现负载均衡,每个Topic可以被划分为多个分区,每个分区可以被复制到多个Broker上,确保数据的高可用性和可靠性。
39 2
|
22天前
|
Java Docker 微服务
微服务架构的概念、特点以及如何在Java Web开发中实现微服务。
微服务架构的概念、特点以及如何在Java Web开发中实现微服务。
47 1
|
26天前
|
监控 负载均衡 API
从单体到微服务:架构转型之道
【8月更文挑战第17天】从单体架构到微服务架构的转型是一项复杂而系统的工程,需要综合考虑技术、团队、文化等多个方面的因素。通过合理的规划和实施策略,可以克服转型过程中的挑战,实现系统架构的升级和优化。微服务架构以其高度的模块化、可扩展性和灵活性,为业务的持续发展和创新提供了坚实的技术保障。
|
1月前
|
Cloud Native 云计算 微服务
云原生时代:企业分布式应用架构的惊人蜕变,从SOA到微服务的大逃亡!
【8月更文挑战第8天】在云计算与容器技术推动下,企业分布式应用架构正经历从SOA到微服务再到云原生的深刻变革。SOA强调服务重用与组合,通过标准化接口实现服务解耦;微服务以细粒度划分服务,增强系统灵活性;云原生架构借助容器化与自动化技术简化部署与管理。每一步演进都为企业带来新的技术挑战与机遇。
77 6
|
1月前
|
设计模式 监控 API
探索微服务架构中的API网关模式
在微服务的宇宙里,API网关是连接星辰的桥梁。它不仅管理着服务间的通信流量,还肩负着保护、增强和监控微服务集群的重任。本文将带你走进API网关的世界,了解其如何成为微服务架构中不可或缺的一环,以及它在实际应用中扮演的角色和面临的挑战。
|
11天前
|
负载均衡 监控 JavaScript
探索微服务架构下的API网关模式
【8月更文挑战第31天】在微服务的大潮中,API网关不仅是流量的守门人,更是服务间通信的桥梁。本文将带你深入理解API网关的核心概念、设计要点及其在微服务架构中的重要作用,同时通过代码示例揭示如何利用API网关提升系统的灵活性与扩展性。