nginx+lua+redis实现降级的示例代码
作者:bingwoo.
前言
商城或web站点的用户访问量出乎意料地增加了很多,超出了系统的负载能力, 系统有些扛不住,继而导致注
册,下单,支付什么的全部在绕圈卡住,继而导致公司业务损失了不少用户和订单。。
一、引子
面对一大波访问量出乎意料地涌入,超出了系统正常的负载范围,我们可以采用降级来应对,何谓降级?就是将不重要的服务和功能采用屏蔽,或降低实时性,或延迟处理,等等方式,最终目的是保证核心服务可用。
二、什么是降级, 为什么降级,降级的场景?
降级的最终目的是保证核心服务的高可用。过程就是丢卒保帅,有些服务是无法降级的,比如支付。
当我们的服务器压力剧增为了保证核心功能的可用性 ,而选择性的降低一些功能的可用性,或者直接关闭该功能。
这就是典型的丢车保帅了。 就比如贴吧类型的网站,当服务器吃不消的时候,可以选择把发帖功能关闭,注册功能关闭,改密码,改头像这些都关了,为了确保登录和浏览帖子这种核心的功能。
降级的原理:就是降低次要功能的可用性实用性,增加核心功能的高可用性。
降级的实现原理是多样多样的。利用一个降级开关,以这个开关为判断依据,切换数据的获取方式,比如当mysql负载高的时候,可以从mysql切换到redis,比如从redis切换到静态文件,比如从错误频发的新版本切换到老版本等等。 这个开关是根据现状来配置的,比如当新版本错误频发的时候,我们可以配置这个开关为从老版本获取数据。
三、降级的种类
- 根据降级的开关位置:分为服务代码降级和开关前置降级代码降级就是利用代码控制,这种方式比前置降级要low并不推荐
前置降级是把降级开关放到http请求链路层的上游,降低链路层消耗。比如提升到nginx,甚至可以提升到前
端,当提升到前端,后端访问压力接近于0
拓展:【如何提升到前端】
可以通过一个从服务器获取的js脚本进行控制。
- 根据读写:分为读降级和写降级。
读降级,比如,读取动态数据,降级为读取静态数据。 写降级,
比如,写入mysql,降级为写入消息队列, 等高峰期过后,在从队列写入mys
- 根据降级的性质:分为返回内容降级,限流降级,限速降级。
返回内容降级,比如,返回实时数据,降级为返回兜底数据 限流降级,
比如,1000个请求,我只接受500个。 这么做也是无奈之下选择,要不然系统崩了 谁都访问不了 限速降级,
比如,对于那些访问过于频繁的ip进行限速
拓展:【限流限速】
nginx自带限流限速,比如ngx_http_limit_req_module和ngx_http_limit_conn_module 。但是这类模块只是提供了在nginx配置文件中进行简单的参数配置。 如果想更加灵活和功能更多,可以编写自己的lua代码进行控制,而不是用现成的模块进行配置文件修 改。
4.根据降级的维护特点:分为手动降级和自动降级手动降级,是人为看到系统负载异常后,手动调整降级
自动降级,是系统监测到异常后,自动降级,自动降级虽然更加智能,但有时候自动脚本可能会干一些超乎预 料的事情。
四、 业务分析
大家知道,广告推荐模块的特点:
1 .是要经过对数据模型进行大量分析,并结合用户刚刚的浏览记录,计算出用户喜欢喜欢什么商品,然后给他打什么
广告,运算量相当大。
2 .是广告推荐模块不是商城的核心模块,没有了这个模块, 买家照样可以完成商品的购买。
总结上面两点, 我们可以在商城负载过高时,对广告推荐模块进行降级,让它只从缓存或静态文件中读取数据,或
者干脆nginx不返回任何数据给它。
五、 设计分析
第一种:从数据
第二种:从微服务
第三种:从缓存
第四种:从文件
第五种:从前端返回
第六种:直接返回空
前5种获取广告推荐数据的方式,从上而下,对系统带来的性能的损耗逐渐降低,最底下的第5种,几乎对系统没有损耗,但是数据实时性也是自上而下逐渐降低的,从需求上讲,我们更喜欢实时从数据库读取,但为了降低性能损耗,在系统负载重的时候, 我们可能不得不降级为从文件或者从缓存中读取。这个降级是通过一个开关可以控制的。
六、 降级的线路图
1 降级配置中心, 用于统一管理所有的微服务的降级开关, 该中心是单独的服务器,和微服务服务器集群是分 开的 2
每个微服务都有一个降级开关。
这个降级开关是个什么东西,结构如何呢?实际上是一条条的redis数据, 每条数据就是一个开关。
这条开关数据的结构是这么设计的:
key:url链接中的请求地址。
value:记录这个请求从哪里读取数据,也就是配置从哪里查询数据。
七、实现降级
1. 配置中心
配置中心是一个后台,这个配置中心大家根据各自需求自己去实现,这里我们采用手工操作redis的方式,实际上是
通过后台操作的redis。
2. nginx+lua+redis实现降级
nginx配置文件/etc/nginx/nginx.conf
user nobody; worker_processes 1; events { lua降级代码:/etc/nginx/lua/goods_list_advert.lua worker_connections 1024; } http { lua_package_path "/usr/share/lua/5.1/lua-resty-redis/lib/?.lua;;/usr/share/lua/5.1/lua- resty-redis-cluster/lib/resty‘7/?.lua;;"; lua_package_cpath "/usr/share/lua/5.1/lua-resty-redis-cluster/lib/libredis_slot.so;;"; include mime.types; default_type application/octet-stream; sendfile on; keepalive_timeout 65; server { listen 80; server_name 127.0.0.1; server_name 192.168.232.100; #获取广告推荐数据 location /goods_list_advert { default_type 'application/x-javascript;charset=utf-8'; content_by_lua_file /etc/nginx/lua/goods_list_advert.lua; } #从服务层+mysql获取数据 location /goods_list_advert_from_data { default_type 'application/x-javascript;charset=utf-8'; content_by_lua ' ngx.say("从服务层+mysql获取数据") '; } } }
lua降级代码:/etc/nginx/lua/goods_list_advert.lua
--获取get或post参数-------------------- local request_method = ngx.var.request_method local args = nil local param = nil --获取参数的值 if "GET" == request_method then args = ngx.req.get_uri_args() elseif "POST" == request_method then ngx.req.read_body() args = ngx.req.get_post_args() end sku_id = args["sku_id"] --关闭redis的函数-------------------- local function close_redis(redis_instance) if not redis_instance then return end local ok,err = redis_instance:close(); if not ok then ngx.say("close redis error : ",err); end end --连接redis-------------------- local redis = require("resty.redis"); --local redis = require "redis" -- 创建一个redis对象实例。在失败,返回nil和描述错误的字符串的情况下 local redis_instance = redis:new(); --设置后续操作的超时(以毫秒为单位)保护,包括connect方法 redis_instance:set_timeout(1000) --建立连接 local ip = '127.0.0.1' local port = 6379 --尝试连接到redis服务器正在侦听的远程主机和端口 local ok,err = redis_instance:connect(ip,port) if not ok then ngx.say("connect redis error : ",err) return close_redis(redis_instance); end --从redis里面读取开关-------------------- local key = "level_goods_list_advert" local switch, err = redis_instance:get(key) if not switch then ngx.say("get msg error : ", err) return close_redis(redis_instance) end --得到的开关为空处理-------------------- if switch == ngx.null then switch = "FROM_DATA" --比如默认值 end --当开关是要从服务中获取数据时-------------------- if "FROM_DATA" == switch then ngx.exec('/goods_list_advert_from_data'); --当开关是要从缓存中获取数据时-------------------- elseif "FROM_CACHE" == switch then local resp, err = redis_instance:get("nihao") ngx.say(resp) --当开关是要从静态资源中获取数据时-------------------- elseif "FROM_STATIC" == switch then ngx.header.content_type="application/x-javascript;charset=utf-8" local file = "/etc/nginx/html/goods_list_advert.json" local f = io.open(file, "rb") local content = f:read("*all") f:close() ngx.print(content) --当开关是要停掉数据获取时-------------------- elseif "SHUT_DOWN" == switch then ngx.say('no data') end
八、验证降级
验证1 设置为从服务和数据库读取
[root@101 redis-5.0.8]# redis-cli
127.0.0.1:6379> set level_goods_list_advert FROM_DATA
发送请求,发现广告推荐请求获取到了微服务提供的数据
用postman:http://127.0.0.1:6379/get_goods_List
返回数据:[{“name”:[“bingwoo”]}]
验证2 设置为从缓存读取
127.0.0.1:6379> set level_goods_list_advert FROM_CACHE
发送请求,发现广告推荐请求获取到了微服务提供的数据
用postman:http://127.0.0.1:6379/get_goods_List
返回数据:redis_data
验证3 设置为从静态文件读取
127.0.0.1:6379> set level_goods_list_advert FROM_STATIC
发送请求,发现广告推荐请求获取到了微服务提供的数据
用postman:http://127.0.0.1:6379/get_goods_List
返回数据:
[ { “goods_id”:“1”, “goods_name”:“测试1”, }, { “goods_id”:“2”, “goods_name”:“测试2”, } ]
验证4 设置为从缓存读取
127.0.0.1:6379> set level_goods_list_advert FROM_CACHE
发送请求,发现广告推荐请求获取到了微服务提供的数据
用postman:http://127.0.0.1:6379/get_goods_List
返回数据:null
九、自动降级
原理:
采用nginx+lua+redis对错误返回进行统计,当统计到的错误次数达到一定数值时,lua会判断这个数值, 然后会在/etc/nginx/lua/goods_list_advert.lua中添加如下代码:
--判断错误的响应,并进行计数, 后续便可以参考这个数值进行降级 if tonumber(ngx.var.status) == 200 then ngx.say(ngx.var.status) ngx.log(ngx.ERR,"upstream reponse status is " .. ngx.var.status .. ",please notice it") local error_count, err = redis_instance:get("error_count_goods_list_advert") --得到的数据为空处理 if error_count == ngx.null then error_count = 0 end error_count = error_count + 1 --统计错误次数到error_count_goods_list_advert local resp,err = redis_instance:set("error_count_goods_list_advert",error_count) if not resp then ngx.say("set msg error : ",err) return close_redis(redis_instance) end end
当我们有意关掉一些服务让状态码不为200时,
可以看到redis中error_count_goods_list_advert的值在加1:
127.0.0.1:6379> get error_count_goods_list_advert “1”
接下来,你就可以在lua中添加判断, 比如设置一个阈值为100, 当error_count_goods_list_advert的值达到100时(也就是错误返回达到100时),你就可以降级为请求另外一个版本(老版本程序)
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