一种基于执行轨迹监测的微服务故障诊断方法

来源：软件学报杂志2017年第6期北京时间：

作者：王子勇,王焘,张文博,陈宁江,左春

单位：王子勇，中国科学院 软件研究所, 北京 100190;中国科学院大学, 北京 10019011,王焘，中国科学院 软件研究所, 北京 10019002,张文博，中国科学院 软件研究所, 北京 10019003,陈宁江，广西大学 计算机与电子信息学院, 广西 桂林 53000404,左春，中国科学院 软件研究所, 北京 100190;中科软科技股份有限公司, 北京 10019005

摘要：微服务正逐步成为互联网应用所采用的设计架构，如何有效检测故障并定位问题原因，是保障微服务性能与可靠性的关键技术之一.当前的方法通常监测系统度量，根据领域知识人工设定报警规则，难以自动检测故障并细粒度定位问题原因.针对该问题，提出一种基于执行轨迹监测的微服务故障诊断方法.首先，利用动态插桩监测服务组件的请求处理流，进而利用调用树对请求处理的执行轨迹进行刻画；然后，针对影响执行轨迹的系统故障，利用树编辑距离来评估请求处理的异常程度，通过分析执行轨迹差异来定位引发故障的方法调用；最后，针对性能异常，采用主成分分析抽取引起系统性能异常波动的关键方法调用.实验结果表明：该方法可以准确刻画请求处理的执行轨迹，以方法为粒度，准确定位系统故障以及性能异常的问题原因.

关键词：故障诊断;异常检测;微服务;执行轨迹;主成分分析

基金资助：国家自然科学基金（61402450，61363003，61572480）；北京市自然科学基金（4154088）；CCF-启明星辰“鸿雁”科研资助计划（CCF-VenustechRP2016007）；国家科技支撑计划（2015BAH55F02）