切换 fiber coredump ? 你需要理解异步与并发

一、背景

A 服务

很早之前，我负责的 A服务 从 spp 异步框架切换为 fiber 并发框架。
切换之前，我查看了大量的 fiber 资料。
最终得出的结论是，A服务只修改服务配置，重启服务就完成了切换。

当然，这并不代表所有的服务都只需要修改配置即可完成切换。
A服务 可以这样做，是因为我当初设计代码架构时，进行了简单的分层与解耦，从而使得切换没有问题。

PS：当然，也由于我这个服务比较简单，只有一层网络。

B 服务

前段时间，线上遇到一个故障，团队的B服务 CPU 暴涨，但是 cpu 跑到 50% 左右就开始大量失败，最终扩容了很多机器才缓解。
当时我告诉大家一个信息：A服务在 spp 框架下也有 cpu 跑不起来的问题，这个是 spp 框架导致的。后来 A服务在只修改配置就切换到 fiber 框架后，CPU 就可以压的很高了。
于是，同事决定也尝试通过修改 B 服务的配置来切换框架，结果还成功切换过去了，CPU 也可以跑到 100% ，节省不少机器。
只是后来，同事发现 B服务切换到 fiber 后，偶尔数据会不符合预期，最终又回滚到 spp 了。

C 服务

最近，团队新加入了一个小伙伴，领导打算让他来把 C 服务从 spp 切换到 fiber。
领导的信息有限，即看到了 A 服务和 B服务直接修改配置就切换了，虽然 B 服务有点小问题，花点时间去解决就好了。
而我的信息则稍微多一些，我了解 spp 框架与 fiber 框架的运行原理，还了解这两个框架之间的差异，以及不同场景切换的成本。

正文开始

具体来说就是，spp 是异步框架，fiber 是并发框架，而 C 服务代码逻辑非常复杂，存在大量的并发逻辑。

在异步框架中，“并发”逻辑实际上是异步执行的，并没有真正的并发执行。
而在并发框架中，并发逻辑真的是并发执行的，那就会存在并发问题。

异步与并发的关系可能有些人忘记了，后面我稍微展开介绍一下。

二、同步、异步、并发

如下图，假设我们的服务没有依赖的同时向下游拉取两个数据。

伪代码如下：

Net net;
Data data;
net.Add([&data](A& a){ a.PreCpu(data); a.Net(); a.AfterCpu(data); });
net.Add([&data](B& b){ b.PreCpu(data); b.Net(); b.AfterCpu(data); });
net.run();

同步

在同步框架服务中， CPU 的运行时间线是串行的，在网络等待的时候，CPU 是空闲的。

异步

在异步框架中，在网络等待的时候，去做其他事情其他消耗 CPU 的事情。
即网络等待时 CPU 可以分时复用，从而提升 CPU 的利用效率。

多核异步

异步框架利用多核时，就需要开多个线程或者多个进程了。
此时对于同一个请求来说，依旧只能在一个核上运行，即使其他核是空闲的。

例如下图，CPU 2 已经处理完请求2 而空闲了，但是依旧不能处理请求 1的 CPU 逻辑。

并发同步

对于并发同步，其实就是大家熟悉的多线程跑任务，由于和此文关系不大，这里就不展开了。

并发异步

在只有一个核时，异步框架与并发框架区别不大。
但是有多个核时，这种区别就很明显了。

并发的时候，同一个请求的逻辑可以真正的同时运行了。

三、问题所在

其实看了上面关于同步与并发的介绍，大家就可以发现问题了。

在异步框架中，对于同一个请求的代码逻辑，是不存在并发的。
而在并发框架汇总，同一个请求的代码随时都可能运行。

如果并发的时候同时操作同一个数据结构，就会产生所谓的并发问题，从而造成未知的结果。

这就是问题所在。

四、系统的复杂性

如果只是简单的系统，存在并发时，稍加注意就可以解决。

比如通过代码架构设计，避免并发同时读写同一数据。
或者并发读写同一数据之前，先加一个锁也是可以的。

但是对于团队的这个 C 服务，解决这个问题就变得困难了，因为系统的并发关系非常复杂。

下图是系统的一个抽象的简化图。

对于一个请求来说，会创建一个结构体来储存当前请求相关的临时数据，我们一般称为 context。
当然为了和框架自带的 context 做区分，这里我称为 myContext 。

如果代码没有进行分层设计，在一个请求的整个过程中，任何一个环节都可能来读写这个 context 。
如上图，任何一个环节都有一个红色虚线指向 myContext，代表会读写这个 myContext。

更复杂的是，存在并发的数据结构并不仅只有 myContext。
每个环节也是一个对象，而对象内部也可能存在并发来操作自己，以及操作 myContext。

更更复杂的时，这种对象可能是嵌套的。
当然，有没有我也不清楚，这就需要更深入的梳理全局的代码逻辑才知道。

五、最后

其实内部问答系统上经常遇到有人反馈使用 fiber coredump 的问题。

其中几乎所有问题，都是并发问题导致的。

因为以前的框架是异步框架，大家用了很多年了，那样写代码一直没有问题。

而如今时代变了，框架支持真正的并发了。

《完》

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