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資訊:7行代碼讓B站崩潰3小時 竟因“一個詭計多端的0”
時間:2022-07-24 15:26:03

一個小小字符“0”,竟引得B站全面崩潰。

不知你是否還記得那一夜,B站“大樓停電”、“服務器爆炸”、“程序員刪庫跑路”的徹夜狂歡。(手動狗頭)

時隔一年,背后“真兇”現在終于被阿B披露出來——


(資料圖片)

沒想到吧,就是這么簡單幾行代碼,直接干趴B站兩三個小時,搞得B站程序員徹夜無眠頭發狂掉。

你可能會問,這不就是個普普通通用來求最大公約數的函數嗎,怎么就有如此大的威力?

背后一樁樁一件件,歸根結底其實就一句話:0,它真的不興除啊。

具體詳情,咱們還是一起來看看“事故報告”。

字符串“0”引發的“血案”

先來說道說道引發慘案的根本原因,也就是開頭貼出的這個gcd函數。

學過一點編程知識的小伙伴應該都知道,這是一種用輾轉相除法來計算最大公約數的遞歸函數。

跟我們手算最大公約數的方法不同,這個算法是醬嬸的:

舉個簡單的例子,a=24,b=18,求a和b的最大公約數;

a除以b,得到的余數是6,那么就讓a=18,b=6,然后接著往下算;

18除以6,這回余數是0,那么6也就是24和18的最大公約數了。

也就是說,a和b反復相除取余數,直到b=0,函數中:

if b==0 then return a end

這個判斷語句生效,結果就算出來了。

基于這樣的數學原理,我們再來看這段代碼,似乎沒什么問題:

但如果輸入的b是個字符串“0”呢?

B站的技術解析文章中提到,這段出事的代碼是用Lua寫的。Lua具有這么幾個特點:

這是一種動態類型語言,常用習慣里變量不需要定義類型,直接給變量賦值就行。

Lua在對一個數字字符串進行算術操作時,會嘗試將這個數字字符串轉成一個數字。

在Lua語言中,數學運算n%0的結果是nan(Not A Number)。

我們來模擬一下這個過程:

1、當b是一個字符串“0”時,由于這個gcd函數沒有對其進行類型校驗,因此在碰上判定語句時,“0”不等于0,代碼中“return _gcd(b, a%b)”觸發,返回_gcd(“0”, nan)。

2、_gcd(“0”, nan)再次被執行,于是返回值變成了_gcd(nan, nan)。

這下就完犢子了,判定語句中b=0的條件永遠沒法達到,于是,死循環出現了。

也就是說,這個程序開始瘋狂地原地轉圈,并且為了一個永遠得不到的結果,把CPU占了個100%,別的用戶請求自然就處理不了了。

那么問題來了,這個“0”它到底是怎么進去的呢?

官方說法是:

在某種發布模式中,應用的實例權重會短暫地調整為0,此時注冊中心返回給SLB(負載均衡)的權重是字符串類型的“0”。此發布環境只有生產環境會用到,同時使用的頻率極低,在SLB前期灰度過程中未觸發此問題。

SLB在balance_by_lua階段,會將共享內存中保存的服務IP、Port、Weight作為參數傳給lua-resty-balancer模塊用于選擇upstream server,在節點weight=“0”時,balancer模塊中的_gcd函數收到的入參b可能為“0”。

bug是如何定位的

以“事后諸葛亮”的視角來看,這個引發B站全面崩潰的根本原因多少有點讓人直呼“就這”。

但從當事程序員的視角來看,事情確實沒有辣么簡單。

當天晚上22:52分——大部分程序員才剛下班或者還沒下班的節骨眼(doge),B站運維收到服務不可用的報警,第一時間懷疑機房、網絡、四層LB、七層SLB等基礎設施出現問題。

然后立馬和相關技術人員拉了個緊急語音會議開始處理。

5分鐘后,運維發現承載全部在線業務的主機房七層SLB的CPU占用率達到了100%,無法處理用戶請求,排除其他設施后,鎖定故障為該層。

(七層SLB是指基于URL等應用層信息的負載均衡。負載均衡通過算法把客戶請求分配到服務器集群,從而減少服務器壓力。)

萬般緊急之時,小插曲還現了:遠程在家的程序員登上VPN卻沒法進入內網,只好又去call了一遍內網負責人,走了個綠色通道才全部上線(因為其中一個域名是由故障的SLB代理的)。

此時已經過去了25分鐘,搶修正式開始。

首先,運維先熱重啟了一遍SLB,未恢復;然后嘗試拒絕用戶流量冷重啟SLB,CPU依然100%,還是未恢復。

接著,運維發現多活機房SLB請求大量超時,但CPU未過載,正準備重啟多活機房SLB時,內部群反應主站服務已恢復,視頻播放、推薦、評論、動態等功能已基本正常。

此時是23點23分,距離事故發生31分鐘。

值得一提的是,這些功能恢復其實是事發之時被網友們吐槽的“高可用容災架構”發揮了作用。

至于這道防線為啥一開始沒發揮作用,里頭可能還有你我一點鍋。

簡單來說,就是大家伙點不開B站就開始瘋狂刷新,CDN流量回源重試 + 用戶重試,直接讓B站流量突增4倍以上,連接數突增100倍到千萬級別,多活SLB就給整過載了。

不過,并不是所有服務都搞了多活架構,至此事情并沒完全解決。

接下來的半個小時里,大家做了很多操作,回滾了最近兩周左右上線的Lua代碼,都沒把剩余的服務恢復。

時間來到了12點,沒有辦法了,“先不管bug是怎么出來的,把服務全恢復了再說”。

簡單+粗暴:運維直接耗時一小時重建了一組全新的SLB集群。

凌晨1點,新集群終于建好:

一邊,有人負責陸續將直播、電商、漫畫、支付等核心業務流量切換到新集群,恢復全部服務(凌晨1點50分全部搞定,暫時結束了崩了逼近3個小時的事故);

另一邊,繼續分析bug原因。

在他們用分析工具跑出一份詳細的火焰圖數據后,那個搞事的“0”才終于露出了一點端倪:

CPU熱點明顯集中在一個對lua-resty-balancer模塊的調用中。而該模塊的_gcd函數在某次執行后返回了一個預期外的值:NaN。

同時,他們也發現了觸發誘因的條件:某個容器IP的weight=0。

他們懷疑是該函數觸發了jit編譯器的某個bug,運行出錯陷入死循環導致SLB CPU 100%。

于是就全局關閉了jit編譯,暫時規避了風險。一切都解決完后,已經快4點,大家終于暫時睡了個好覺。

第二天大家也沒閑著,馬不停蹄地在線下環境復現了bug后,發現并不是jit編譯器的問題,而是服務的某種特殊發布模式會出現容器實例權重為0的情況,而這個0是個字符串形式。

正如前面所說,這個字符串“0”在動態語言Lua中的算術操作中,被轉成了數字,走到了不該走的分支,造成了死循環,引發了b站此次前所未見的大崩潰事件。

遞歸的鍋還是弱類型語言的鍋?

不少網友都還對這次事故記憶猶新,有回想起自己就是以為手機不行換電腦也不行的,也有人還記得當時5分鐘后此事就上了熱搜。

大家都很詫異,就這么一個簡單的死循環就能造成如此大的網站崩服。

不過,有人指出,死循環不罕見,罕見的是在SLB層、在分發過程出問題,它還不像在后臺出問題很快能重啟解決。

為了避免這種情況發生, 有人認為要慎用遞歸,硬要用還是設置一個計數器,達到一個業務不太可能達到的值后直接return掉。

還有人認為這不怪遞歸,主要還是弱類型語言的鍋。

以此還導致了“詭計多端的‘0’”這一打趣的說法。

另外,由于事故實在是耽誤了太久、太多事兒,當時B站給所有用戶補了一天大會員。

有人就在此算了一筆賬,稱就是這7行代碼,讓b站老板一下虧了大約1,5750,0000元。(手動狗頭)

對于這個bug,你有什么想吐槽的?

參考鏈接:

[1]《2021.07.13 我們是這樣崩的》by 嗶哩嗶哩技術

https://mp.weixin.qq.com/s/nGtC5lBX_Iaj57HIdXq3Qg

關鍵詞: 7行代碼讓B站崩潰3小時 竟因一個詭計多

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