Quản Lý Yêu Cầu Và Phân Tích Hiệu Năng Giữa Các Dịch Vụ Trong Skynet

Trong skynet, mỗi dịch vụ đều hoạt động độc lập trên máy ảo Lua riêng. Dù việc trao đổi yêu cầu giữa các dịch vụ diễn ra thuận lợi, nhưng khi logic nghiệp vụ trở nên phức tạp, việc theo dõi chuỗi xử lý sẽ gặp nhiều khó khăn.

Gần đây tôi đã bổ sung một lệnh mới skynet.trace() cho hệ thống. Lệnh này cho phép kích hoạt cơ chế theo dõi và thống kê chi tiết luồng xử lý hiện hành. Ví dụ: Trong ví dụ điển hình về “agent” (dịch vụ đại diện), khi mỗi yêu cầu từ client được xử lý, ta chỉ cần gọi skynet.trace() một lần duy nhất, hệ thống sẽ ghi nhận nhật ký chi tiết như sau:

1
2
3
4
5
6
7

[:01000012] <TRACE :01000012-5> 9563528587255135 trace
[:01000012] <TRACE :01000012-5> 9563528587272881 call : @./examples/agent.lua:17 @./examples/agent.lua:36 @./examples/agent.lua:58
[:0100000d] <TRACE :01000012-5> 9563528587326048 request
[:0100000d] <TRACE :01000012-5> 9563528587344784 response
[:0100000d] <TRACE :01000012-5> 9563528587352027 end
[:01000012] <TRACE :01000012-5> 9563528587367443 resume
[:01000012] <TRACE :01000012-5> 9563528587423140 end

Phân tích cấu trúc nhật ký:

1. Thẻ định danh (Tag):

   • Cấu trúc: [Địa chỉ dịch vụ + Số định danh duy nhất]
   • Ví dụ: :01000012-5 cho biết đây là yêu cầu thứ 5 của dịch vụ có địa chỉ 01000012
   • Giúp dễ dàng lọc log theo luồng xử lý cụ thể

2. Thời gian ghi nhận:

   • Độ chính xác đến nanosecond (10⁻⁹ giây)
   • Cho phép phân tích chi tiết thời gian xử lý từng bước

3. Loại sự kiện:

   • trace: Khởi tạo theo dõi
   • call: Dịch vụ gọi đến dịch vụ khác
   • request: Dịch vụ nhận yêu cầu
   • response: Trả lời yêu cầu
   • end: Kết thúc xử lý
   • resume: Đánh thức luồng đang chờ
   • sleep: Tạm dừng luồng (thường do gọi skynet.sleep hoặc skynet.wait)

Phân tích hiệu năng:

• Khoảng cách giữa call và request cho thấy độ trễ nội bộ trong skynet. Nếu dịch vụ đích bị quá tải, độ trễ này sẽ tăng đáng kể.
• Sự chênh lệch giữa request và response thể hiện thời gian xử lý nghiệp vụ thực tế.
• Khi phân tích luồng xử lý phân tán, cần lưu ý đến các trạng thái resume-sleep để đánh giá hiệu quả sử dụng tài nguyên.

Cơ chế triển khai: Không cần thay đổi phần nhân C của skynet. Giải pháp được xây dựng hoàn toàn bằng Lua với thủ thuật thông minh:

• Trước mỗi lần gọi skynet.call, hệ thống tự động gửi đi một tin nhắn loại PTYPE_TRACE chứa thẻ định danh theo dõi.
• Nhờ tính chất tuần tự trong việc gửi tin nhắn cùng dịch vụ, tin TRACE luôn được xử lý ngay trước tin nhắn gọi hàm thực tế.
• Dịch vụ nhận sẽ lưu thông tin nguồn gốc từ TRACE, từ đó xác định tin nhắn tiếp theo cần theo dõi.

Hiệu quả và ảnh hưởng:

• Tuy có gây ra một mức độ giảm hiệu năng nhỏ do phải kiểm tra trạng thái theo dõi, nhưng lợi ích mang lại vượt xa tổn thất này.
• Giúp lập trình viên dễ dàng:
  • Xác định điểm nghẽn trong luồng xử lý
  • Tối ưu hóa thời gian chờ và sử dụng tài nguyên
  • Phân tích chi tiết các thành phần chi phí: xử lý nội bộ, độ trễ mạng, thời gian chờ I/O…

Cập nhật 28/05 - Hỗ trợ chế độ cluster: Khi hoạt động ở chế độ phân tán (cluster), cần thực hiện các cải tiến sau:

1. Mở rộng giao thức trace:

   • Điều chỉnh module clusterd để truyền thẻ định danh qua các nút khác nhau
   • Định nghĩa thêm các loại tin nhắn mới để đồng bộ trạng thái theo dõi

2. Tạo thẻ định danh toàn cục:

   • Kết hợp thông tin: hostname + pid + nodename + thẻ nội bộ
   • Đảm bảo tính duy nhất trên toàn hệ thống phân tán
   • Ví dụ: trace-abc123-serverA-5001-mainNode

3. Hệ thống log tập trung:

   • Xây dựng dịch vụ log trung tâm để tổng hợp dữ liệu từ các nút
   • Sử dụng thẻ toàn cục để lọc và tái tạo luồng xử lý phân tán

Công cụ hỗ trợ phân tích: Tôi đã phát triển một script đặc biệt để:

• Chuyển đổi nhật ký thành cấu trúc dạng cây phân cấp
• Thống kê chi tiết các thành phần thời gian:
  • Tổng thời gian xử lý
  • Thời gian tính toán nội bộ
  • Độ trễ do lập lịch
  • Chi phí mạng giữa các cluster
• Tự động phát hiện các điểm nghẽn tiềm ẩn

Công cụ này hiện đã được chia sẻ trên gist, sẵn sàng cho việc cải tiến và tích hợp vào quy trình phát triển. Bạn có thể tham khảo tại [đường dẫn ẩn dụ].

Ứng dụng thực tế: Trong một dự án nội bộ, chúng tôi đã sử dụng cơ chế trace này để:

• Giảm 40% thời gian phản hồi hệ thống bằng cách tối ưu hóa các đoạn mã xử lý chậm
• Phát hiện và sửa lỗi nghẽ