事故案例03 - Qserver RPC调用大量失败

一、事故背景

Queryserver是内部的核心服务，负责处理数据查询请求并支持分布式缓存功能。为优化缓存一致性，新增了分布式锁逻辑：在查询请求命中缓存时需先获取分布式锁（基于Tair实现），若未获取成功则等待1秒后重试。此功能上线后，在特定异常场景下（如SQL执行失败）触发了线程池资源耗尽，最终导致RPC请求被拒绝，引发服务故障。

二、事故影响

（一）业务影响

• 线上部分数据查询失败，直接影响依赖Queryserver的业务功能（如Mustang、malldatacentor服务）。
• 因故障快速修复（总影响时长19分钟），未造成大规模客户投诉，但存在潜在业务中断风险。
• 某日线上出现RPC失败率突增，导致部分业务数据无法展示。

（二）技术影响

• 告警显示上游服务调用Queryserver的RPC失败率超过50%，Queryserver的RPC线程池持续满载，触发RejectedException（服务端线程池拒绝请求），服务可用性下降。
• 失败请求均匀分布，无明显业务流量突增或数据库负载异常，即Doris引擎负载无显著波动，故障范围集中在Queryserver自身逻辑。

三、根本原因

（一）直接原因

分布式锁逻辑在高并发场景下导致RPC线程池耗尽，RPC框架主动拒绝请求（RejectedException）。

（二）深层原因

1. 逻辑设计缺陷

• 查询失败时未缓存结果，后续相同请求持续触发分布式锁竞争，强制串行执行，占用线程资源。
• 分布式锁重试间隔过长（1秒），导致线程长时间阻塞，加速线程池耗尽。

2. 异常处理不足

未对失败查询的请求进行熔断或限流，异常流量持续冲击线程池。

3. 测试覆盖不全

未模拟“高并发异常SQL”场景，导致逻辑缺陷未在测试阶段暴露。

四、处理流程与数据变化

（一）处理流程

• 16:16：收到raptor持续告警，确认Mustang/malldatacentor服务异常。
• 16:17：通过链路追踪定位到Queryserver RPC失败率异常。
• 16:28：尝试重启服务，但未解决问题。
• 16:32：深入分析代码逻辑，发现分布式锁机制导致线程池满载，临时关闭缓存功能或调整锁等待时间。
• 16:35：告警恢复，服务可用性回升。

（二）关键数据变化

指标	故障前	故障中	恢复后
Queryserver QPS	正常	骤降（拒绝请求）	正常
RPC失败率	<1%	>50%	<1%
线程池使用率	60%	100%	60%
Tair锁竞争频率	低	高频（持续重试）	低

五、过程复现

（一）原因定位

queryserver添加了分布式锁的功能，如果开启了缓存的情况下，每个查询需要去拿到分布式锁之后，才能被执行，否则会等待1s时间再去尝试拿到分布式锁。代码如下：

while (true) {if (!cacheInfo.isUpdateCache()) {//1 从缓存中获取结果CachedResult cachedResult = cacheService.getResult(sqlMappingKey);if (cachedResult!= null) {
//                logInfo.setHitCache(true);detailLog.setUseCache(cacheInfo.isFetchFromCache());return ResponseContext.success(cachedResult.getData()).hitCache().withAttach(detailLog);}}//加锁if (!tairService.setNx((LOCK_PREFIX + sqlMappingKey).getBytes(), ("" + id).getBytes(), 20)) {Thread.sleep(1000);continue;}//2 从引擎中查询List result = queryEngineBackend.syncQuery(queryInfo);//3 对结果进行缓存if (result!= null &&!result.isEmpty()) {//这里最终判断传入的缓存过期时间是否合法，如果不合法就传入默认的1800s.最长时间不超过60天cacheService.cacheResult(sqlMappingKey, result, ((cacheInfo.getExpireMs() > 0) && (cacheInfo.getExpireMs() < MAX_EXPIRE_SEC))? cacheInfo.getExpireMs() : DEFAULT_EXPIRE_SEC);}//解锁if (("" + id).equals(new String(tairService.getValue((LOCK_PREFIX + sqlMappingKey).getBytes()))))tairService.delete((LOCK_PREFIX + sqlMappingKey).getBytes());return ResponseContext.success(result).withRequestId(id).withAttach(detailLog);
}

并且如果查询失败的话，不会缓存SQL结果，后续的相同请求均会提交到引擎执行，而后续的请求如果全是有问题的SQL，则会占用请求线程，并且将查询变为串行执行。

（二）复现过程

通过监控发现，RPC线程池使用率在故障期间持续100%，队列堆积后触发拒绝策略。

复现实验：构造高并发异常SQL请求，线程池在10秒内被打满，完全复现线上问题。

1. 在Mustang上配置一个带有缓存功能的SQL，然后SQL故意写成执行会报错的SQL。
2. 在st环境使用工具并发请求，查看queryserver报错信息。

实验结果如下：

1. queryserver大量出现RPC请求被拒绝，出现很多com.dianping.pigeon.remoting.provider.exception.ProcessTimeoutException异常。
2. 上游调用出现失败率较高的情况。

六、总结与改进方案

（一）深层次原因分析

1. 架构设计缺陷

• 资源竞争模型不合理：
  • 分布式锁重试机制采用同步阻塞（Sleep），违背高并发服务的异步化设计原则。
  • 未隔离线程池：锁竞争、SQL查询、缓存操作共享同一线程池，异常SQL影响全局请求。
• 缓存策略漏洞：
  • 仅缓存成功结果，未对失败请求做短期标记（如“异常状态缓存”），导致无效查询重复执行。

2. 运维与监控盲区

• 线程池状态未监控：仅关注QPS和错误率，未实时跟踪线程池使用率、锁竞争耗时等指标。
• 告警阈值不合理：RPC失败率告警触发阈值过高（>30%），未能提前预警。

3. 测试与流程问题

• 异常场景覆盖不足：压力测试仅覆盖正常SQL，未模拟高并发异常SQL场景。
• 代码评审遗漏：分布式锁逻辑的Sleep操作在评审中未被质疑，团队对阻塞风险认知不足。

（二）技术解决方案（面试重点）

1. 逻辑优化

• 锁重试异步化：
  • 将Thread.sleep(1000)改为异步等待（如基于CompletableFuture的调度），释放线程资源。
  • 代码示例：

if (!tairService.setNx(...)) { return CompletableFuture.delayedExecutor(100, TimeUnit.MILLISECONDS) .submit(() -> retryLockAndQuery()); 
}

• 失败结果缓存：
  • 对异常SQL结果缓存5秒，避免重复执行，代码修改：

if (result == null) { cacheService.markError(sqlMappingKey, 5); // 标记异常状态 
}

2. 架构增强

• 线程池隔离：
  • 为锁竞争、SQL查询、缓存操作分配独立线程池，避免相互影响。
• 使用Netty或Vert.x实现异步RPC框架，提升吞吐量。

3. 熔断与限流

• 集成Hystrix，对异常SQL请求熔断（10秒内错误率>50%则直接拒绝）。
• 为单SQL设置QPS限流（如每秒100次），防止资源耗尽。

4. 监控与运维改进

• 新增监控指标：
  • 线程池使用率、锁竞争耗时、Tair操作成功率。
  • 通过Prometheus + Grafana实时展示，阈值触发企业微信告警。
• 混沌测试常态化：
  • 定期注入线程池满载、分布式锁失效等故障，验证服务自愈能力。

七、后续计划

• 灰度发布改进后的分布式锁逻辑，验证异常场景下的线程池稳定性。
• 完善自动化测试平台的异常注入能力（如模拟SQL失败、线程池满载）。
• 建立服务健康度评分体系，将线程池状态、锁竞争等指标纳入服务可用性评估。