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使用 Redis 记录微服务的应用程序性能指数 APDEX

使用 Redis 记录微服务的应用程序性能指数 APDEX

作者: 老瓦在霸都 | 来源:发表于2020-05-27 22:12 被阅读0次

    1. Redis

    Redis 想必大多数工程师已经耳熟能详,简单提一下, Redis是一个开放源代码(BSD许可)的内存中数据结构存储,用作数据库,缓存和消息代理。 它支持数据结构,例如字符串,哈希,列表,集合,带范围查询的排序集合,位图,超日志,带有半径查询和流的地理空间索引。 Redis具有内置的复制,Lua脚本,LRU逐出,事务和不同级别的磁盘持久性,并通过Redis Sentinel和Redis Cluster自动分区提供了高可用性。

    可以在这些类型上运行原子操作,例如追加到字符串。 在哈希中增加值; 将元素推送到列表; 计算集的交集,并集和差; 或在排序集中获得排名最高的成员。

    先下载并启动 redis

    $ wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.8.tar.gz
    $ tar xzf redis-5.0.8.tar.gz
    $ cd redis-5.0.8
    $ make
    $ cd src
    $ ./redis-server --daemonize yes
    

    详细的内容和命令不作赘述,参见 Redis Cheat Sheets

    Redis 支持 Hashmap 这样的数据结构, 相当于字典


    $redis-cli -c -p 9001
    127.0.0.1:9001> hsetnx $service_$timeslot $api_satisfied_count 0
    -> Redirected to slot [16015] located at 127.0.0.1:9003
    (integer) 1
    127.0.0.1:9003> hincrby $service_$timeslot $api_satisfied_count 1
    (integer) 1
    127.0.0.1:9003> hget $service_$timeslot $api_satisfied_count
    "1"
    127.0.0.1:9003> hincrby $service_$timeslot $api_satisfied_count 10
    (integer) 11
    127.0.0.1:9003> hget $service_$timeslot $api_satisfied_count
    "11"
    
    

    2. 应用程序性能指标 (APDEX)

    APDEX=\frac{满意的请求数 + \frac{可容忍的请求数}{2}}{全部的请求数}

    APDEX=\frac{satisfied\_count + \frac{tolerating\_count}{2}}{satisfied\_count + tolerating\_count + frustrated\_count}

    假设响应时间在T秒之内是令人满意的,在 F 秒之外是令人沮丧的

    • 1) 满意的 satisfied

    这代表响应时间小于设定的阈值(T秒),用户感觉满意。

    • 2) 可容忍的 tolerating

    这代表响应时间大于T秒 并小于F秒,性能不佳但是还可以继续使用,用户感觉仍可容忍。

    • 3)失望的 Frustrated

    这代表响应时间超过F秒,用户难以接受,放弃继续使用,用户感觉失望。

    3. APDEX 可以能做什么

    就我所知,APDEX 用来做报警和流量分配是非常有用的,试想一个微服务有若干个下游服务,如果对下游服务的请求总是出错,或者很慢,需要考虑进行 Failover 或者做熔断。

    试举一例,我们有一个任务服务 task_service, 它有一个重要的 api 为 create_task, 我们可以通过 Redis 来记录当前时间段中这个服务的这个 API 的 APDEX 值

    from pytz import timezone
    from datetime import datetime
    import sys
    import redis
    from rediscluster import RedisCluster
    
    from redis.client import Redis
    from loguru import logger
    
    logger.add(sys.stderr,
               format="{time} {message}",
               filter="client",
               level="INFO")
    logger.add('logs/redis_client_{time:YYYY-MM-DD}.log',
               format="{time} {level} {message}",
               filter="client",
               level="ERROR")
    
    class Apdex:
        _satisfied_count = 0.0
        _tolerating_count = 0.0
        _frustrated_count = 0.0
    
        def get_apdex_value(self):
            sum  = self._satisfied_count + self._tolerating_count + self._frustrated_count
            if sum == 0:
                return 1.0
            else:
                return (self._satisfied_count + self._tolerating_count/2)/sum
    
        def __str__(self):
            return "{},{},{}".format(self._satisfied_count, self._tolerating_count, self._frustrated_count)
    
    class RedisClient:
        def __init__(self, connection_string, password=None):
            self.startup_nodes = []
            nodes = connection_string.split(',')
            for node in nodes:
                host_port = node.split(':')
                self.startup_nodes.append({'host': host_port[0], 'port': host_port[1]})
    
            self.password = password
            logger.debug(self.startup_nodes)
            self.redis_pool = None
            self.redis_instance = None
            self.redis_cluster = None
    
        def connect(self):
            if(len(self.startup_nodes) < 2):
                host = self.startup_nodes[0].get('host')
                port = self.startup_nodes[0].get('port')
                if self.password:
                    self.redis_pool = redis.ConnectionPool(host=host, port=port, db=0)
                else:
                    self.redis_pool = redis.ConnectionPool(host=host, port=port, password = self.password, db=0)
    
                self.redis_instance = Redis(connection_pool=self.redis_pool, decode_responses=True)
                return self.redis_instance
            #, skip_full_coverage_check=True
            self.redis_cluster = RedisCluster(startup_nodes=self.startup_nodes, password=self.password)
            return self.redis_cluster
    
    def test_hashset(serviceName, apiName, timeSlot, redisHosts="localhost:6379"):
        logger.info("--- test_hashset ---")
        client = RedisClient(redisHosts)
        conn = client.connect()
    
        key_of_last_5min = "{}_{}".format(serviceName, timeSlot)
    
        conn.hsetnx(key_of_last_5min, apiName + "_satisfied_count", 0)
        conn.hsetnx(key_of_last_5min, apiName + "_tolerating_count", 0)
        conn.hsetnx(key_of_last_5min, apiName + "_frustrated_count", 0)
        conn.expire(key_of_last_5min, 300)
    
        conn.hincrby(key_of_last_5min, apiName + "_satisfied_count", 10)
        conn.hincrby(key_of_last_5min, apiName + "_tolerating_count", 20)
        conn.hincrby(key_of_last_5min, apiName + "_frustrated_count", 30)
    
    
    def test_hashget(serviceName, timeslot, redisHosts="localhost:6379"):
        logger.info("--- test_hashget ---")
    
        client = RedisClient(redisHosts)
        conn = client.connect()
    
        key = "{}_{}".format(serviceName, timeslot)
        logger.info("key is " + key)
        values = conn.hgetall(key)
        apdex = Apdex()
        for key, value in values.items():
            logger.info("{}={}".format(key.decode("utf-8"), value.decode("utf-8")))
            sub_key = key.decode("utf-8")
    
            if sub_key.endswith('_satisfied_count'):
                apdex._satisfied_count = int(value)
            elif sub_key.endswith('_tolerating_count'):
                apdex._tolerating_count = int(value)
            elif sub_key.endswith('_frustrated_count'):
                apdex._frustrated_count = int(value)
        logger.debug(apdex)
        logger.info("apdex value is {}", apdex.get_apdex_value())
    
    def main():
        current_time = datetime.now(timezone('UTC'))
        time_slot = int(current_time.timestamp() / 60)
        serviceName = "task_service"
        print("{}_{}".format(serviceName, time_slot))
    
        test_hashset("task_service", "create_task", time_slot)
        test_hashget(serviceName, time_slot)
    
    if __name__ == "__main__":
        main()
    

    运行结果如下

    python RedisClient.py
    task_service_26509679
    2020-05-27 19:59:41.457 | INFO     | __main__:test_hashset:64 - --- test_hashset ---
    2020-05-27 19:59:41.457 | DEBUG    | __main__:__init__:43 - [{'host': 'localhost', 'port': '6379'}]
    2020-05-27 19:59:41.472 | INFO     | __main__:test_hashget:81 - --- test_hashget ---
    2020-05-27 19:59:41.473 | DEBUG    | __main__:__init__:43 - [{'host': 'localhost', 'port': '6379'}]
    2020-05-27 19:59:41.473 | INFO     | __main__:test_hashget:87 - key is task_service_26509679
    2020-05-27 19:59:41.475 | INFO     | __main__:test_hashget:91 - create_task_satisfied_count=10
    2020-05-27 19:59:41.476 | INFO     | __main__:test_hashget:91 - create_task_tolerating_count=20
    2020-05-27 19:59:41.476 | INFO     | __main__:test_hashget:91 - create_task_frustrated_count=30
    2020-05-27 19:59:41.476 | DEBUG    | __main__:test_hashget:100 - 10,20,30
    2020-05-27 19:59:41.476 | INFO     | __main__:test_hashget:101 - apdex value is 0.3333333333333333
    
    

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