7行代码让B站崩溃3小时,竟因“一个诡计多端的0”

一个小小字符“0”,行代竟引得B站全面崩溃。码让

不知你是崩溃否还记得那一夜,B站“大楼停电”、竟因计多“服务器爆炸”、个诡“程序员删库跑路”的行代彻夜狂欢。(手动狗头)

时隔一年 ,码让背后“真凶”现在终于被阿B披露出来——

没想到吧  ,崩溃就是竟因计多这么简单几行代码 ,直接干趴B站两三个小时 ,个诡搞得B站程序员彻夜无眠头发狂掉。行代

你可能会问,码让这不就是崩溃个普普通通用来求最大公约数的源码下载函数吗,怎么就有如此大的竟因计多威力?

背后一桩桩一件件,归根结底其实就一句话:0 ,个诡它真的不兴除啊 。

具体详情,咱们还是一起来看看“事故报告” 。

字符串“0”引发的“血案”

先来说道说道引发惨案的根本原因,也就是开头贴出的这个gcd函数 。

学过一点编程知识的香港云服务器小伙伴应该都知道 ,这是一种用辗转相除法来计算最大公约数的递归函数。

跟我们手算最大公约数的方法不同,这个算法是酱婶的:

举个简单的例子 ,a=24 ,b=18,求a和b的最大公约数;a除以b,得到的余数是高防服务器6,那么就让a=18 ,b=6  ,然后接着往下算;18除以6 ,这回余数是0  ,那么6也就是24和18的最大公约数了 。

也就是说,a和b反复相除取余数,直到b=0,函数中:

if b==0 then return a end

这个判断语句生效 ,结果就算出来了。

基于这样的源码库数学原理 ,我们再来看这段代码,似乎没什么问题:

但如果输入的b是个字符串“0”呢?

B站的技术解析文章中提到 ,这段出事的代码是用Lua写的 。Lua具有这么几个特点:

这是一种动态类型语言 ,常用习惯里变量不需要定义类型 ,直接给变量赋值就行。Lua在对一个数字字符串进行算术操作时 ,会尝试将这个数字字符串转成一个数字 。亿华云在Lua语言中 ,数学运算n%0的结果是nan(Not A Number)。

我们来模拟一下这个过程:

当b是一个字符串“0”时,由于这个gcd函数没有对其进行类型校验,因此在碰上判定语句时,“0”不等于0,代码中“return _gcd(b, a%b)”触发 ,返回_gcd(“0”, nan)。_gcd(“0”, nan)再次被执行 ,于是返回值变成了_gcd(nan, nan) 。

这下就完犊子了,判定语句中b=0的免费模板条件永远没法达到 ,于是,死循环出现了 。

也就是说,这个程序开始疯狂地原地转圈 ,并且为了一个永远得不到的结果,把CPU占了个100% ,别的用户请求自然就处理不了了。

那么问题来了,这个“0”它到底是怎么进去的呢?

官方说法是 :

在某种发布模式中,应用的实例权重会短暂地调整为0 ,此时注册中心返回给SLB(负载均衡)的权重是字符串类型的“0” 。此发布环境只有生产环境会用到,同时使用的频率极低 ,在SLB前期灰度过程中未触发此问题。

SLB在balance_by_lua阶段  ,会将共享内存中保存的服务IP 、Port 、Weight作为参数传给lua-resty-balancer模块用于选择upstream server ,在节点weight=“0”时 ,balancer模块中的_gcd函数收到的入参b可能为“0”。

bug是如何定位的

以“事后诸葛亮”的视角来看 ,这个引发B站全面崩溃的根本原因多少有点让人直呼“就这” 。

但从当事程序员的视角来看 ,事情确实没有辣么简单。

当天晚上22:52分——大部分程序员才刚下班或者还没下班的节骨眼(doge) ,B站运维收到服务不可用的报警,第一时间怀疑机房、网络 、四层LB 、七层SLB等基础设施出现问题 。

然后立马和相关技术人员拉了个紧急语音会议开始处理。

5分钟后,运维发现承载全部在线业务的主机房七层SLB的CPU占用率达到了100%,无法处理用户请求,排除其他设施后,锁定故障为该层。

(七层SLB是指基于URL等应用层信息的负载均衡。负载均衡通过算法把客户请求分配到服务器集群 ,从而减少服务器压力。)

万般紧急之时,小插曲还现了  :远程在家的程序员登上VPN却没法进入内网 ,只好又去call了一遍内网负责人  ,走了个绿色通道才全部上线(因为其中一个域名是由故障的SLB代理的) 。

此时已经过去了25分钟 ,抢修正式开始。

首先,运维先热重启了一遍SLB  ,未恢复;然后尝试拒绝用户流量冷重启SLB ,CPU依然100%,还是未恢复 。

接着 ,运维发现多活机房SLB请求大量超时,但CPU未过载 ,正准备重启多活机房SLB时 ,内部群反应主站服务已恢复 ,视频播放 、推荐、评论 、动态等功能已基本正常 。

此时是23点23分 ,距离事故发生31分钟。

值得一提的是,这些功能恢复其实是事发之时被网友们吐槽的“高可用容灾架构”发挥了作用 。

至于这道防线为啥一开始没发挥作用  ,里头可能还有你我一点锅 。

简单来说,就是大家伙点不开B站就开始疯狂刷新,CDN流量回源重试 + 用户重试 ,直接让B站流量突增4倍以上,连接数突增100倍到千万级别 ,多活SLB就给整过载了 。

不过,并不是所有服务都搞了多活架构 ,至此事情并没完全解决 。

接下来的半个小时里 ,大家做了很多操作,回滚了最近两周左右上线的Lua代码 ,都没把剩余的服务恢复 。

时间来到了12点,没有办法了,“先不管bug是怎么出来的  ,把服务全恢复了再说”。

简单+粗暴 :运维直接耗时一小时重建了一组全新的SLB集群 。

凌晨1点  ,新集群终于建好:

一边 ,有人负责陆续将直播 、电商、漫画、支付等核心业务流量切换到新集群 ,恢复全部服务(凌晨1点50分全部搞定,暂时结束了崩了逼近3个小时的事故);另一边,继续分析bug原因。

在他们用分析工具跑出一份详细的火焰图数据后,那个搞事的“0”才终于露出了一点端倪:

CPU热点明显集中在一个对lua-resty-balancer模块的调用中 。而该模块的_gcd函数在某次执行后返回了一个预期外的值:NaN。

同时,他们也发现了触发诱因的条件 :某个容器IP的weight=0 。

他们怀疑是该函数触发了jit编译器的某个bug ,运行出错陷入死循环导致SLB CPU 100%。

于是就全局关闭了jit编译,暂时规避了风险 。一切都解决完后,已经快4点,大家终于暂时睡了个好觉 。

第二天大家也没闲着  ,马不停蹄地在线下环境复现了bug后 ,发现并不是jit编译器的问题,而是服务的某种特殊发布模式会出现容器实例权重为0的情况 ,而这个0是个字符串形式。

正如前面所说,这个字符串“0”在动态语言Lua中的算术操作中,被转成了数字,走到了不该走的分支 ,造成了死循环  ,引发了b站此次前所未见的大崩溃事件 。

递归的锅还是弱类型语言的锅 ?

不少网友都还对这次事故记忆犹新 ,有回想起自己就是以为手机不行换电脑也不行的,也有人还记得当时5分钟后此事就上了热搜。

大家都很诧异,就这么一个简单的死循环就能造成如此大的网站崩服。

不过  ,有人指出 ,死循环不罕见,罕见的是在SLB层 、在分发过程出问题 ,它还不像在后台出问题很快能重启解决 。

为了避免这种情况发生, 有人认为要慎用递归 ,硬要用还是设置一个计数器 ,达到一个业务不太可能达到的值后直接return掉。

还有人认为这不怪递归 ,主要还是弱类型语言的锅。

以此还导致了“诡计多端的‘0’”这一打趣的说法。

另外,由于事故实在是耽误了太久 、太多事儿 ,当时B站给所有用户补了一天大会员 。

有人就在此算了一笔账,称就是这7行代码   ,让b站老板一下亏了大约1,5750 ,0000元  。(手动狗头)

对于这个bug ,你有什么想吐槽的?

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