记一次线上崩溃问题的排查过程

2024-01-03 18:16:10

大家好，我是雨乐！

前几天，突然收到报警，线上服务崩溃，然后自动重启。

由于正值双十一期间，业务以稳定为主，线上服务崩溃，这可不是一件小事，赶紧登陆线上服务器，分析原因，迅速解决。

借助这篇文章，记录下整个崩溃的分析和解决过程。

收到报警

上午上班后，正在划水，突然收到邮件报警，如下：

问题分析

马上登录线上服务器，gdb调试堆栈信息。

堆栈信息如下：

#0  0x0000003ab9a324f5 in raise () from /lib64/libc.so.6
#1  0x0000003ab9a33cd5 in abort () from /lib64/libc.so.6
#2  0x0000003abcebea8d in __gnu_cxx::__verbose_terminate_handler() () from /usr/lib64/libstdc++.so.6
#3  0x0000003abcebcbe6 in ?? () from /usr/lib64/libstdc++.so.6
#4  0x0000003abcebcc13 in std::terminate() () from /usr/lib64/libstdc++.so.6
#5  0x0000003abcebcd32 in __cxa_throw () from /usr/lib64/libstdc++.so.6
#6  0x00000000006966bf in Json::throwRuntimeError(std::basic_string<char, std::char_traits, std::allocator > const&) ()
#7  0x0000000000681019 in Json::Reader::readValue() ()
#8  0x000000000068277c in Json::Reader::readArray(Json::Reader::Token&) ()
#9  0x0000000000681152 in Json::Reader::readValue() ()
#10 0x00000000006823a6 in Json::Reader::readObject(Json::Reader::Token&) ()
#11 0x00000000006810f5 in Json::Reader::readValue() ()
#12 0x0000000000680e6e in Json::Reader::parse(char const*, char const*, Json::Value&, bool) ()
#13 0x0000000000680c52 in Json::Reader::parse(std::basic_string<char, std::char_traits, std::allocator > const&, Json::Value&, bool) ()
......

在上面堆栈信息中可以看到在调用Json::Reader::parse后经过Json::Reader::readValue等调用,最后再调用Json::Reader::readValue时调用Json::throwRuntimeError抛出异常。

查看调用Json::throwRuntimeError函数的地方：

src/lib_json/json_writer.cpp:    throwRuntimeError("commentStyle must be 'All' or 'None'");
src/lib_json/json_reader.cpp:  if (stackDepth_g >= stackLimit_g) throwRuntimeError("Exceeded stackLimit in readValue().");
src/lib_json/json_reader.cpp:  if (stackDepth_ >= features_.stackLimit_) throwRuntimeError("Exceeded stackLimit in readValue().");
src/lib_json/json_reader.cpp:    if (name.length() >= (1U<<30)) throwRuntimeError("keylength >= 2^30");
src/lib_json/json_reader.cpp:    throwRuntimeError(errs);
src/lib_json/json_value.cpp:    throwRuntimeError(
src/lib_json/json_value.cpp:    throwRuntimeError(
src/lib_json/json_value.cpp:JSONCPP_NORETURN void throwRuntimeError(JSONCPP_STRING const& msg)
src/lib_json/json_valueiterator.inl:  throwRuntimeError("ConstIterator to Iterator should never be allowed.");

进入对应的函数

bool Reader::readValue() {
  if (stackDepth_g >= stackLimit_g) throwRuntimeError("Exceeded stackLimit in readValue().");
  ++stackDepth_g;
  ... ...
  --stackDepth_g;
  return successful;
}

发现，在满足条件

stackDepth_g >= stackLimit_g

的时候，会调用throwRuntimeError，那么分析下stackDepth_g和stackLimit_g的声明定义：

static int const stackLimit_g = 1000;
static int       stackDepth_g = 0;

问题基本明了：

❝
stackDepth_g是个静态全局变量,线程不安全,而出问题的服务是多线程的
❞

在此准备吐槽下，笔者使用jsoncpp对象的时候，都是在线程内部一个局部变量，因此不会存在多线程访问同一个局部jsoncpp对象的时候，因此确定就是因为全局变量多线程访问导致的。一个开源的项目，里面竟然有全局变量，这在规范里面是不被允许的。

然后谷歌搜索了下大家都有过类似的问题，再次吐槽下。

问题解决

解决崩溃问题，首先需要看看是不是使用方式的问题，或者找一个线程安全的接口，再或者用其他库进行替换。

修改jsoncpp源码

为了解决线程安全的问题，有两种方案： 1、在操作全局变量的时候，加上mutex，这个无非对性能要求很高的业务一个致命打击，为了提高业务性能，所以内部锁都使用其他方式进行了优化，比如mutex使用双buffer方式进行了替换，虽然mutex的一个加锁解锁过程也就100ns。

2、将上述全局变量放入Json对象中，这样局部变量就不会存在崩溃现象，但是这种方案存在一个问题，就是改动点很大，且需要大量严格的测试，放弃。

所以综合考虑上述两点，决定采用其他更安全可靠的方式来解决线上崩溃问题。

使用rapidjson

之所以采用rapidjson，是因为线上几十个服务，大部分都使用rapidjson，只有线上崩溃的这个服务等少数几个服务，因为历史原因，用的jsoncpp。

先介绍下rapidjson，下述内容来自于rapidjson官网:

RapidJSON 是一个 C++ 的 JSON 解析器及生成器。它的灵感来自 RapidXml。
RapidJSON 小而全。它同时支持 SAX 和 DOM 风格的 API。SAX 解析器只有约 500 行代码。
RapidJSON 快。它的性能可与 strlen() 相比。可支持 SSE2/SSE4.2 加速。
RapidJSON 独立。它不依赖于 BOOST 等外部库。它甚至不依赖于 STL。
RapidJSON 对内存友好。在大部分 32/64 位机器上，每个 JSON 值只占 16 字节（除字符串外）。它预设使用一个快速的内存分配器，令分析器可以紧凑地分配内存。
RapidJSON 对 Unicode 友好。它支持 UTF-8、UTF-16、UTF-32 (大端序／小端序)，并内部支持这些编码的检测、校验及转码。例如，RapidJSON 可以在分析一个 UTF-8 文件至 DOM 时，把当中的 JSON 字符串转码至 UTF-16。它也支持代理对（surrogate pair）及 "\u0000"（空字符）。

不过rapidjson为了性能，在使用上面需要极其小心。

❝
笔者之前踩过类似坑，局部字符串赋值给rapidjson对象，结果rapidjson并没有马上使用该局部字符串，而是在最后才会访问局部字符串里面的内容，而此时，局部字符串早已出了作用域，导致rapidjson获取的内容是乱码。
❞

结语

在使用开源项目的时候，一定要做好调研，必要的时候，能过一下源码实现(这个有点难

码农公寓

收到报警

问题分析

问题解决

修改jsoncpp源码

使用rapidjson

结语

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