如何防止 Elasticsearch 服务 OOM？

Elasticsearch（简称：ES） 和传统关系型数据库有很多区别， 比如传统数据中普遍都有一个叫“最大连接数”的设置。目的是使数据库系统工作在可控的负载下，避免出现负载过高，资源耗尽，谁也无法登录的局面。

那 ES 在这方面有类似参数吗？答案是没有，这也是为何 ES 会被流量打爆的原因之一。

针对大并发访问 ES 服务，造成 ES 节点 OOM，服务中断的情况，极限科技旗下的 INFINI Gateway 产品（以下简称 “极限网关”）可从两个方面入手，保障 ES 服务的可用性。

1. 限制最大并发访问连接数。
2. 限制非重要索引的请求速度，保障重要业务索引的访问速度。

下面我们来详细聊聊。

架构图

所有访问 ES 的请求都发给网关，可部署多个网关。

限制最大连接数

在网关配置文件中，默认有最大并发连接数限制，默认最大 10000。

entry:
  - name: my_es_entry
    enabled: true
    router: my_router
    max_concurrency: 10000
    network:
      binding: $[[env.GW_BINDING]]
      # See `gateway.disable_reuse_port_by_default` for more information.
      reuse_port: true

使用压测程序测试，看看到达10000个连接后，能否限制新的连接。 超过的连接请求，被丢弃。更多信息参考官方文档。

限制索引写入速度

我们先看看不做限制的时候，测试环境的写入速度，在 9w - 15w docs/s 之间波动。虽然峰值很高，但不稳定。 接下来，我们通过网关把写入速度控制在最大 1w docs/s 。 对网关的配置文件 gateway.yml ，做以下修改。

env: # env 下添加
    THROTTLE_BULK_INDEXING_MAX_BYTES: 40485760 #40MB/s
    THROTTLE_BULK_INDEXING_MAX_REQUESTS: 10000 #10k docs/s
    THROTTLE_BULK_INDEXING_ACTION: retry #retry,drop
    THROTTLE_BULK_INDEXING_MAX_RETRY_TIMES: 10 #1000
    THROTTLE_BULK_INDEXING_RETRY_DELAY_IN_MS: 100 #10

router: # route 部分修改 flow
  - name: my_router
    default_flow: default_flow
    tracing_flow: logging_flow
    rules:
      - method:
          - "*"
        pattern:
          - "/_bulk"
          - "/{any_index}/_bulk"
        flow:
          - write_flow

flow: #flow 部分增加下面两段    
  - name: write_flow
    filter:
      - flow:
          flows:
            - bulking_indexing_limit
      - elasticsearch:
          elasticsearch: prod
          max_connection_per_node: 1000
  - name: bulking_indexing_limit
    filter:
      - bulk_request_throttle:
          indices:
            "test-index":
              max_bytes: $[[env.THROTTLE_BULK_INDEXING_MAX_BYTES]]
              max_requests: $[[env.THROTTLE_BULK_INDEXING_MAX_REQUESTS]]
              action: $[[env.THROTTLE_BULK_INDEXING_ACTION]]
              retry_delay_in_ms: $[[env.THROTTLE_BULK_INDEXING_RETRY_DELAY_IN_MS]]
              max_retry_times: $[[env.THROTTLE_BULK_INDEXING_MAX_RETRY_TIMES]]
              message: "bulk writing too fast" #触发限流告警message自定义
              log_warn_message: true

再次压测，test-index 索引写入速度被限制在了 1w docs/s 。

限制多个索引写入速度

上面的配置是针对 test-index 索引的写入速度控制。如果想添加其他的索引，新增一段配置即可。 比如，我允许 abc 索引写入达到 2w docs/s，test-index 索引最多不超过 1w docs/s ，可配置如下。

  - name: bulking_indexing_limit
    filter:
      - bulk_request_throttle:
          indices:
            "abc":
              max_requests: 20000
              action: drop
              message: "abc doc写入超阈值" #触发限流告警message自定义
              log_warn_message: true
            "test-index":
              max_bytes: $[[env.THROTTLE_BULK_INDEXING_MAX_BYTES]]
              max_requests: $[[env.THROTTLE_BULK_INDEXING_MAX_REQUESTS]]
              action: $[[env.THROTTLE_BULK_INDEXING_ACTION]]
              retry_delay_in_ms: $[[env.THROTTLE_BULK_INDEXING_RETRY_DELAY_IN_MS]]
              max_retry_times: $[[env.THROTTLE_BULK_INDEXING_MAX_RETRY_TIMES]]
              message: "bulk writing too fast" #触发限流告警message自定义
              log_warn_message: true

限速效果如下

限制读请求速度

我们先看看不做限制的时候，测试环境的读取速度，7w qps 。 接下来我们通过网关把读取速度控制在最大 1w qps 。 继续对网关的配置文件 gateway.yml 做以下修改。

  - name: default_flow
    filter:
      - request_path_limiter:
          message: "Hey, You just reached our request limit!"                                      rules:      
            - pattern: "/(?P<index_name>abc)/_search"                          
              max_qps: 10000
              group: index_name                                    
      - elasticsearch: 
          elasticsearch: prod                            
          max_connection_per_node: 1000

再次进行测试，读取速度被限制在了 1w qps 。

限制多个索引读取速度

上面的配置是针对 abc 索引的写入速度控制。如果想添加其他的索引，新增一段配置即可。 比如，我允许 abc 索引读取达到 1w qps，test-index 索引最多不超过 2w qps ，可配置如下。

  - name: default_flow
    filter:
      - request_path_limiter:
          message: "Hey, You just reached our request limit!"
          rules:
            - pattern: "/(?P<index_name>abc)/_search"
              max_qps: 10000
              group: index_name
            - pattern: "/(?P<index_name>test-index)/_search"
              max_qps: 20000
              group: index_name
      - elasticsearch:
          elasticsearch: prod
          max_connection_per_node: 1000

多个网关限速

限速是每个网关自身的控制，如果有多个网关，那么后端 ES 集群收到的请求数等于多个网关限速的总和。 本次介绍就到这里了。相信大家在使用 ES 的过程中也遇到过各种各样的问题。欢迎大家来我们这个平台分享自己的问题、解决方案等。如有任何问题，请随时联系我，期待与您交流！