混沌测试工具ChaosBlade

混沌测试工具ChaosBlade

Chaosblade是什么?

Chaosblade是遵循混沌工程(Chaos Engineering)原理的实验工具,用于模拟常见的故障场景,帮助提升分布式系统的可恢复性和对故障的容错性。

Chaosblade是建立在阿里巴巴近十年故障测试和演练实践基础上,结合了集团各业务的最佳创意和实践。

目前支持的演练场景有操作系统类的 CPU、磁盘、进程、网络,Java 应用类的 Dubbo、MySQL、Servlet 和自定义类方法延迟或抛异常等以及杀容器、杀 Pod,具体可执行 blade create -h 查看。

好了,上面的介绍是从Chaosblade的github主页抄的。

github主页地址:github.com/chaosblade-…

说白了,Chaosblade是一个故障模拟工具,可以模拟比如服务器CPU满了、磁盘满了、网络慢、Dubbo某个服务响应时间长、jvm中某个方法抛出异常、调用Mysql慢等等。所以这个工具对于大公司来说是非常非常有用的,因为可以提前模拟出各种各样的故障,从而保证系统的高可用与稳定。

Chaosblade怎么用?

用法非常简单,分为两步:

下载压缩包并解压:github.com/chaosblade-…

解压之后的文件中有一个blade的可执行文件,这就是Chaosblade提供的客户端工具,我们主要使用这个工具来进行故障模拟。

关于blade的各种参数详解,大家还是去github主页上去看吧,这里不介绍了,我主要想给大家看一下故障模拟的具体使用以及效果。

接下来会介绍Chaosblade六个使用场景:

模拟服务器CPU爆满

模拟服务器磁盘爆满

模拟调用某个Dubbo服务超时

模拟JVM中某个方法抛出异常或者修改方法返回值

模拟调用Mysql超时或出现异常

模拟服务器网络缓慢

场景一:服务器CPU爆满

故障演练前系统的cpu状态,直接使用top -o CPU命令查看:

进行故障演练:

bash

复制代码

$ ./blade create cpu fullload

{"code":200,"success":true,"result":"a0682a98d0d7d900"}

命令执行后返回成功则证明故障演练成功,再查看top -o CPU命令:

我们通过结果可以看出来Chaosblade应该就是让自己去占满cpu从而使服务器的cpu爆满。

场景二:服务器磁盘爆满

如果要模拟磁盘爆满,实际上只需要在某个文件夹中去生成一个很大的文件就行了,所以我们这里创建一个/bladedisk文件夹。

进行故障演练前,/bladedisk文件夹的大小为:

bash

复制代码

$ du -sh /bladedisk/

0B /bladedisk/

进行故障演练,执行一下命令:

arduino

复制代码

./blade create disk fill -d --mount-point /bladedisk --size 1024

正常情况下会在/bladedisk文件夹下创建一个chaos_filldisk.log.dat文件。此文件的大小为1024个字节。

我这里为什么说正常情况下,因为我用的是Max OX系统,在执行上面的命令时会报错。具体的错误已提交github issues,感兴趣的同学可以关注一下,issue地址。

小花絮:在提交issue时,我用的中文,但是被chaosblade-bot自动翻译为了英文,很厉害。

那么大家可以在自己的系统中试试,这个issue解决后,我会对文章进行更新后补充。大家这里只需要知道Chaosblade可以模拟这种场景以及对应的原理就行了。

场景三:调用某个Dubbo服务超时

官网的Demo中给我们提供了:

dubbo-provider

dubbo-consumer

大家把上面的服务提供者和服务消费者jar包下载下来之后,进到下载目录,然后通过下面命令运行起来:

ini

复制代码

# 启动 dubbo-provider

nohup java -Djava.net.preferIPv4Stack=true -Dproject.name=dubbo-provider -jar dubbo-provider-1.0-SNAPSHOT.jar > provider.nohup.log 2>&1 &

# 稍等 2 秒,然后启动 dubbo-consumer

nohup java -Dserver.port=8080 -Djava.net.preferIPv4Stack=true -Dproject.name=dubbo-consumer -jar dubbo-consumer-1.0-SNAPSHOT.jar > consumer.nohup.log 2>&1 &

nohup是linux中的命令,可以让java命令后台运行。

运行起来后,可以通过下面的命令来进行服务调用:

bash

复制代码

http://localhost:8080/hello?msg=world

正常情况下,该请求会很快的完成并返回:

json

复制代码

{

"date": "Wed Jul 03 16:33:10 CST 2019",

"msg": "Dubbo Service: Hello world"

}

进行故障演练:

css

复制代码

$ ./blade prepare jvm --process dubbo.consumer

{"code":200,"success":true,"result":"5cdbc31f46a3d621"}

$ ./blade create dubbo delay --time 3000 --service com.alibaba.demo.HelloService --methodname hello --consumer --process dubbo.consumer

{"code":200,"success":true,"result":"3e705e8babe8a86c"}

上面的命令会使consumer在调用com.alibaba.demo.HelloService服务的hello方法时增加3秒的延时。当我们访问上面访问的路径时会比之前等待的更久一点。

在对dubbo进行故障演练时,其实支持的细分场景很多,因为在dubbo中分为consumer和provider两种角色,当consumer在调用provider时,我们现在想使这个请求增加延时,我们既可以在provider端针对指定的服务增加延时,也可以在consumer调用时针对指定的服务进行延时,所以我们可以稍微看下上面的命令,它其实是在consumer进行控制的,命令也是支持在provider端进行控制的,我们运行一下以下命令:

lua

复制代码

blade create dubbo delay --help

将看到帮助中有下面的信息:

sql

复制代码

Flags:

--appname string The consumer or provider application name

--consumer To tag consumer role experiment.

--effect-count string The count of chaos experiment in effect

--effect-percent string The percent of chaos experiment in effect

-h, --help help for delay

--methodname string The method name

--offset string delay offset for the time

--process string Application process name

--provider To tag provider experiment

--service string The service interface

--time string delay time (required)

--timeout string set timeout for experiment

--version string the service version

其中就有--consumer和--provider,表示的就是命令中可以控制服务调用的两端。所以如果我们想控制provider端,想让某个接口被调用时超时的话,是完全可以进行故障演练的。

那么关于底层原理的话,需要大家对Dubbo比较了解,Dubbo中是有动态配置功能的,所以Chaosblade应该也是利用了dubbo的动态配置功能。

场景四:JVM中某个方法抛出异常或者修改方法返回值

Chaosblade支持直接操作jvm中的方法,使它抛出异常或修改其返回值。

先准备一个MockJvm类:

java

复制代码

package com;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class MockJvm {

public String test() {

return "test...";

}

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

MockJvm testJVM = new MockJvm();

while (true) {

try {

System.out.println(testJVM.test());

} catch (Exception e) {

System.out.println(e.getMessage());

}

TimeUnit.SECONDS.sleep(3);

}

}

}

这个类会每隔三秒调用一下test方法,并打印出方法的返回值,并且在捕获test方法所抛出的异常进行打印,test方法默认返回"test"。我们运行这个类,让这个类一直在运行状态,正常运行时,控制台会打印如下:

bash

复制代码

test...

test...

test...

test...

方法抛出异常

css

复制代码

$ ./blade prepare jvm --process MockJvm

{"code":200,"success":true,"result":"5ff98509d2334906"}

$ ./blade create jvm throwCustomException --process MockJvm --classname com.MockJvm --methodname test --exception java.lang.Exception

{"code":200,"success":true,"result":"f9052478db2f7ffc"}

上面的命令模拟了MockJvm进程下的com.MockJvm类中的test方法会抛出java.lang.Exception异常。一旦这个命令执行成功,那么我们上面一直在运行的代码控制台将抛出异常:

bash

复制代码

test...

test...

test...

chaosblade-mock-exception

chaosblade-mock-exception

使用以下命令可以撤回刚刚的场景模拟:

arduino

复制代码

./blade destroy f9052478db2f7ffc // f9052478db2f7ffc。

撤回之后,控制台将恢复正常的打印:

bash

复制代码

chaosblade-mock-exception

chaosblade-mock-exception

chaosblade-mock-exception

chaosblade-mock-exception

test...

test...

修改方法的返回值

使用以下命令可以修改方法的返回值:

css

复制代码

$ ./blade create jvm return --process MockJvm --classname com.MockJvm --methodname test --value hahaha...

{"code":200,"success":true,"result":"9ffce12b1fdc2580"}

控制台将打印出:

erlang

复制代码

test...

test...

test...

hahaha...

hahaha...

hahaha...

可以看到成功修改了test方法的返回值。

场景五:调用Mysql超时或出现异常

Chaosblade目前支持Mysql场景分为调用Mysql超时或者执行语句时出现异常。但是它是在JDBC这一层进行控制的,并没有真正的去控制mysql服务端。

这里先用JDBC写一个测试类:

java

复制代码

package com;

import java.sql.Connection;

import java.sql.DriverManager;

import java.sql.ResultSet;

import java.sql.Statement;

import java.time.LocalDateTime;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class JDBCConnection {

public static String url_encrypt="jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test?useSSL=false";

public static String user="root";

public static String password="Nice89163";

public static void main(String[] args) throws Exception

{

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

Connection conn = DriverManager.getConnection(url_encrypt,user,password);

Statement stmt= conn.createStatement();

while (true) {

try {

LocalDateTime before = LocalDateTime.now();

ResultSet rs = stmt.executeQuery("select * from t_test");

LocalDateTime after = LocalDateTime.now();

System.out.println("执行时间:" + (after.getSecond() - before.getSecond()));

} catch (Exception e) {

System.out.println(e.getMessage());

}

TimeUnit.SECONDS.sleep(3);

}

}

}

这个JDBCConnection类直接使用JDBC来执行sql,依赖mysql-connector-java对应的jar。这里我在测试的时候发现,如果使用mysql-connector-java@5.1.47这个版本可以正常的进行故障模拟,如果使用mysql-connector-java@8.0.15版本则不能进行正常的故障模拟,具体原因还没有去查。

这个测试的功能是去进行select查询,并且如果在select的时候如果抛出异常会被捕获并且进行打印,并且还会计算select语句执行所花费的时间。

首先将上面的类运行起来,控制台将一直打印如下:

复制代码

执行时间:0

执行时间:0

执行时间:0

调用Mysql抛出异常

运行下面的命令开始故障模拟:

css

复制代码

$ ./blade prepare jvm --process JDBCConnection

{"code":200,"success":true,"result":"f278e66ddb1b4e11"}

$ ./blade create mysql throwCustomException --database test --host 127.0.0.1 --port 3306 --process JDBCConnection --sqltype select --table t_test --exception java.lang.Exception

{"code":200,"success":true,"result":"ddd6799da50f9201"}

命令执行成功后,控制台将打印出异常:

erlang

复制代码

执行时间:0

执行时间:0

执行时间:0

Unexpected exception encountered during query.

Unexpected exception encountered during query.

使用以下命令可以撤回刚刚的场景模拟:

bash

复制代码

./blade destroy ddd6799da50f9201

撤回之后,控制台将恢复正常的打印:

erlang

复制代码

Unexpected exception encountered during query.

Unexpected exception encountered during query.

Unexpected exception encountered during query.

执行时间:0

执行时间:0

调用Mysql增加延迟

直接使用以下命令将使得在执行select时增加4秒的延时,注意都是在JDBC层控制的。

css

复制代码

$ ./blade create mysql delay --database test --host 127.0.0.1 --port 3306 --process JDBCConnection --sqltype select --table t_test --time 4000

{"code":200,"success":true,"result":"8e5b35e76098caab"}

命令执行完成后,控制台将打印出:

复制代码

执行时间:0

执行时间:0

执行时间:4

执行时间:4

执行时间:4

场景六:服务器网络缓慢

Chaosblade也可以对网络进行控制,比如运行下面命令可以限制经过eth0网卡的网络都会延迟3秒:

css

复制代码

./blade create network delay --interface eth0 --time 3000

不过Mac系统还不支持这个场景,因为它实际是利用的linux系统下的tc(Traffic Control)命令,所以要模拟的话就要使用linux系统,这里我就不去模拟了。

相关推荐