在压力场景下OS在某种硬件环境下的性能可能会下降90%的问题

1、问题描述

1.1 基本信息[Basic Information]

• 集群规模：37+3台物理机，每台128G内存；CPU：2*16C；SATA磁盘，2T*12
• hadoop社区版本：**
• 商业版本：FusionInsight_HD_V100R002C60U10
• MetaStore：高斯数据库（Postgresql）

1.2 问题描述[Problem Description]

• 本问题属于系统bug，社区已经发现，属Linux内核社区相关问题（发行版内核有区别）：
• http://git.kernel.org/cgit/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/commit/?id=4f9b16a64753d0bb607454347036dc997fd03b82
• 该问题和硬件强相关，如果非问题中描述的硬件，则不存在该Bug，无需关注。
• 排查方法：运行numactl -–hardware命令，如果节点与节点之间的距离大于20，并且/proc/sys/vm/zone_reclaim_mode文件的内容为1，则可能存在该问题：

• 受影响的操作系统：RedHat 6.4/6.5、CentOS 6.4/6.5、SuSE11 SP
• 该问题最初在运行Solr的环境中发现，但是并不代表只有运行Solr的环境才会出现，任何存在内存压力的环境都可能出现。以下以Solr为例阐述该问题。
• Solr在压力测试场景中，集群中的安装了solr的节点经常出现节点故障告警，登录节点故障告警节点，操作系统命令运行非常缓慢
• vmstat 1命令显示当前的cpu的sy占用在50%-60%。
• Solr的性能下降90%。
• 操作系统的性能下降90%，严重时有宕机的风险。

2、问题分析[Problem Analysis]

通过调用栈发现大量的进程在等待spin lock，都是在准备内存回收。由于当前的内存链表可能很长，会导致遍历的非常缓慢。

通过分析发现运行环境打开了zone_reclaim_mode开关，该值为1

zone_reclaim_mode的含义如下：

0：在numa结构的场景下，如果当前node的内存不够，那么从remote node中分配内存。

1：在numa结构的场景下，如果当前node的内存不够，那么进行reclaim尝试回收当前node的内存，并分配。

2：在numa结构的场景下，如果当前node的内存不够，那么进行reclaim尝试回收当前node的内存，如有必要，将脏页回写回收内存，并分配。

4：在numa结构的场景下，如果当前node的内存不够，那么进行reclaim尝试回收当前node的内存，如有必要，将使用swap，并分配。

当内存不足，操作系统根据zone_reclaim_mode进行判断，如果zone_reclaim_mode=0，那么尝试从另外node上面分配内存。

如果zone_reclaim_mode=1，那么会尝试在该node上进行内存回收，再将该node的内存分配给该申请者。

操作系统中的zone_reclaim_mode默认值是0，但是在一些硬件环境中，操作系统在初始化时会偷偷将其修改为1：

其计算node之间的距离，如果node之间的距离大于RECLAIM_DISTANCE，那么就将zone_reclaim_mode设置为1

而RECLAIM_DISTANCE的为20

也就是说，如果node之间的距离大于20，操作系统就自动将zone_reclaim_mode设置为1。

很不幸，我们会碰到这样的硬件环境。

Linux内核社区相关问题（发行版内核有区别）：

http://Git.kernel.org/cgit/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/commit/?id=4f9b16a64753d0bb607454347036dc997fd03b82

3、根本原因[Root Cause]

3.1 Hive表列属性偶现失败

本问题主要包括两个方面：

1. HiveServer与MetaStore客户端连接超时时间未按照集群规模进行合理配置；
2. 对于大数据量频繁读元数据表的情形，缺少针对性优化。

3.2 Hive表列属性更新慢

1. 系统建表未建立索引为可优化点，根据内部测试，建立索引后性能有较大幅度的提升。
2. 用户之前反应比较快,根据生产环境到测试环境的重建,发现执行修改comment,需要相似的时间,用户反应之前快,可能是上边分析中修改的comment前后一样导致的.

4、解决措施[Corrective Action]

4.1 临时解决措施[Workaround]

• 步骤1. echo "vm.zone_reclaim_mode = 0" >> /etc/sysctl.conf
• 步骤2. sysctl -p

4.2 最终解决措施[Solution]

• RedHat 6.4：升级到RedHat 6.6 kernel-2.6.32-504.el6及以上
• RedHat 6.5：升级到RedHat 6.6 kernel-2.6.32-504.el6及以上
• CentOS 6.4: 升级到CentOS 6.6及以上
• CentOS 6.5: 升级到CentOS 6.6及以上
• SuSE11 SP1：升级到SuSE11 SP2及以上
• 社区将node的RECLAIM_DISTANCE设置为30，并且将zone_reclaim_mode=1的设置完全移除。
• 发行版的内核仅仅是将RECLAIM_DISTANCE的值改为30，所以升级内核的并不是特别可靠。