7行代码让B站崩溃3小时 竟因“一个诡计多端的0”

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Toutiao
最新回复:2022年7月24日 22点23分 PT
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量子位

一个小小字符“0”,竟引得B站全面崩溃。

不知你是否还记得那一夜,B站“大楼停电”、“服务器爆炸”、“程序员删库跑路”的彻夜狂欢。(手动狗头)

时隔一年,背后“真凶”现在终于被阿B披露出来——

没想到吧,就是这么简单几行代码,直接干趴B站两三个小时,搞得B站程序员彻夜无眠头发狂掉。

你可能会问,这不就是个普普通通用来求最大公约数的函数吗,怎么就有如此大的威力?

背后一桩桩一件件,归根结底其实就一句话:0,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。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:

1、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)。

2、_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?

o
octane
1 楼
程序猿有水平问题,但是中层技术领导没有把关、高层领导没有建立好技术复核机制才是真正问题
X
XXyourOO
2 楼
估计Google Chrome每次一启动,还没开始加载任何网页,就开始让电脑的CPU风扇暴走,很可能也是这个原因。 [1评]
e
eickegao
3 楼
啥都没测,你就敢下这种结论? [1评]
斯图斯图
4 楼
Loop本来就很危险,最后设个上限,要么规定正常值
X
XXyourOO
5 楼
: 你在Google上班?口吻真像Google的在线客服! 我到Google的论坛上提问求解,结果Google的那个客服不但不承认Chrome的问题,还阴阳怪气的跟我说以后少看点porn,问题就没了!
钱德勒丙
6 楼
单元测试去哪里了?这种基础库,不测极值情况就直接上线? 代码审查呢?谁写的,谁批准合并到发布分支的?都没有高级程序员做个代码审查? 只能说活该。
n
newerer
7 楼
"7行代码让B站崩溃3小时"? 川普按错一个按钮毁灭了世界。 这他妈的是多少行的代码事吗?
e
eickegao
8 楼
: 我不在google,但是作为一个程序员,基本知道,没怎么测试过,就敢说这个问题是这个原因,非常不靠谱。另外B站的错误是一个LUA函数。而Chrome里面应该没有LUA这样的解释性脚本。 哈哈,那个客服确实太不专业了。怎么可以这样讲话啊。 [1评]
X
XXyourOO
9 楼
: 那我误会了。本来是指望着Google客服能给指点一下如何解决问题,结果人家第一不承认Chrome有任何问题,第二还教育我要少看黄片,我就知道这个问题是解决不了了,果断弃用Chrome!现在发现微软的Edge很好用,完全没有Chrome的一启动,CPU风扇几秒钟内就开始暴走的bug,很好用!让我终于得到了久违的安静! [1评]
e
eickegao
10 楼
这个应该是脚本逻辑。我不是很熟悉LUA的unit test。这种脚本文件平时大概通常不写unit test的吧?
e
eickegao
11 楼
欢迎使用Edge。哈哈,我是微软的。欢迎抱微软的大腿。 [1评]
X
XXyourOO
12 楼
: 我是哪个好用就用哪个,之前一直用Chrome,感觉一直蛮好的,但是忽然不知道从哪个版本开始,就开始出现这种只要一启动Chrome,CPU立即开始暴走,只要一关掉Chrome,CPU立刻变安静的bug,之后Chrome的若干次升级,都没有解决这个问题。等到以后,万一Edge更新到某个版本了也出这个问题了,我再继续换别的!
d
demu
13 楼
a,b都不检查是不是数字吗?
瓜果梨桃
14 楼
loop 不危险,这个code 用的不是loop,而是recursive 递归调用,这个危险,很容易回不来了。
大神棍
15 楼
难道不应该先rollback到上一个版本再修bug吗
工作学习
16 楼
脚本文件扔到生产环境而且很容易hit到 是需要unit test 的。只能说b站不够专业
o
owl
17 楼
递归应该stack overflow 吧?死循环才讨厌,静悄悄地在那里转,搞不清楚哪里出了问题。
南方兔儿爷
18 楼
我最怕的就是循环,学的最差。从此发现没有当程序员的命。哈😄
斯图斯图
19 楼
对啊,我看见过好几个在production转了好多年的,从来没被发现,占CPU倒不多,但从来不Return!结果想要的值就从来没传递出来过…
t
tnngx
20 楼
弱类型的语言的弱点