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LinkedIn 将 Espresso 从 HTTP1.1 迁移到 HTTP2,连接数减少 88%,延迟降低 75%

作者:Rafal Gancarz

  • 2023-12-20
    北京
  • 本文字数:1331 字

    阅读完需:约 4 分钟

LinkedIn 将 Espresso 从 HTTP1.1 迁移到 HTTP2,连接数减少 88%,延迟降低 75%

LinkedIn 将其 Espresso 数据库从 HTTP/1.1 迁移到 HTTP/2,极大 提升 了可伸缩性和性能,减少了连接数量、降低了延迟并缩短了垃圾回收时间。为了获得这些好处,团队不得不优化 Netty 默认的 HTTP/2 栈来满足需求。


LinkedIn 使用 Espresso(构建在 MySQL 之上的文档平台)来存储和提供大部分数据。随着 LinkedIn 平台的有机增长,数据量不断增加,迫使公司不断扩展 Espresso 集群的规模,并进行优化工作,例如为 Espresso 引入 集中式缓存层 或者 采用 Protocol Buffers 进行服务间通信。



Espresso 高层架构(来源:LinkedIn Engineering Blog)


Espresso 的事务栈包括两个主要组件:路由器和存储节点。路由器负责将请求发送到正确的存储节点上,存储节点负责与 MySQL 集群进行交互,并相应地调整数据格式。这些组件之间的通信使用 HTTP 协议,更具体地说是使用了 Netty 框架。随着时间推移,团队发现到 Espresso 集群的规模增长导致可伸缩性下降。


最近增加的 100 个路由器节点导致存储节点内存使用量增加,额外的垃圾回收导致延迟增加了 15%。此外,由于增加了大量的 HTTP/1.1 连接,从连接池中获取连接所需的时间达到了几毫秒。最后,在发生网络事件(如交换机升级)期间,由于达到存储节点的连接限制,重新建立数千个连接可能会导致错误。


LinkedIn 的软件工程师  Abhishek Andhavarapu 解释了 HTTP/1.1 和 HTTP/2 之间的差异,以及这些差异如何影响 Espresso 平台的可伸缩性和性能:


对于路由器与存储层之间的通信,我们早期的方法是使用了 HTTP/1.1,这是一种广泛用于 Web 服务器和客户端之间交互的协议。然而,HTTP/1.1 是基于每个请求连接的,在大规模集群中,这种方法会导致路由器和存储节点之间产生数百万个并发连接。这导致了可伸缩性、弹性和众多与性能相关的障碍。团队决定在进行 HTTP/2 迁移时继续使用 Netty 框架,但很快发现其性能并不理想(比 HTTP/1.1 实现的吞吐量低 45%,延迟高 60% 左右),因此工程师们不得不去解决 HTTP/2 栈的性能瓶颈。在经过一番诊断后,他们确定了两个改进方向:获取连接和处理请求,以及请求的编码 / 解码。


开发人员通过修改几个内部的 Netty 实现细节来增强功能。他们创建了一个可以重复使用已有通道的处理程序,避免为每个请求创建新的处理通道。他们还引入了一个自定义的 EventLoopGroup 实现,可以更均匀地在工作线程之间平衡连接。为了减少获取连接时的上下文切换,团队重新设计了连接池实现,使用了高性能、线程安全的队列。


此外,SSL 处理使用原生的、基于 JNI 的 SSL 引擎进行了优化,并使用自定义的 SSL 初始化逻辑避免了冗长的 DNS 查找延迟。最后,团队通过创建自定义编解码器来优化编码 / 解码性能,编解码器将 HTTP/2 请求封装为 HTTP/1.1 请求,帮助处理 Espresso 使用的许多自定义 HTTP 标头,并禁用了 HPACK 标头压缩。



迁移到 HTTP/2 后延迟减少(来源:LinkedIn Engineering Blog)


团队报告称,在所有这些定制化改进之后,迁移到 HTTP/2 带来了明显的性能改进,相较于 HTTP/1.1,TCP 连接数量减少了 88%,延迟降低了 65% 至 75%,垃圾回收时间减少了 75% 至 81%,获取连接的等待时间从 11 毫秒 降至 0.02 毫秒(改进了 99%)。


英文原文

https://www.infoq.com/news/2023/12/linkedin-espresso-http2/

2023-12-20 08:004265

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