Викиновости

Анализ влияния на производительность выбранного в системе источника времени

28 сентября 2021 года

Брендан Грег ( Brendan Gregg), один из разработчиков DTrace, ныне развивающий средства для анализа производительности на базе BPF в ядре Linux, обобщил опыт, полученный в ходе разбора проблем с производительностью, с которыми компания Netflix столкнулась при переводе СУБД Cassandra c CentOS на Ubuntu в окружениях, выполняемых в облаке Amazon EC2 на базе Xen. После миграции нагрузка на CPU увеличилась на 30% и примерно на столько же возросли задержки при выполнении операций записи. Как оказалось производительность приложений, интенсивно запрашивающих информацию о времени, очень сильно зависит от выбранного в системе источника точного времени.

Вначале причина снижения производительности была не очевидна и диагностика началась с отслеживания возможного влияния постоянно работающих или периодически запускаемых ресурсоёмких системных процессов при помощи утилит top и execsnoop. Но всё указывало на то, что потребление ресурсов увеличилось именно в СУБД Cassandra, написанной на языке Java. Сравнение показателей профилирования двух процессов Cassandra, параллельно запущенных в CentOS и Ubuntu и обрабатывающих одни и те же запросы, показало, что около 32% всего времени тратится на вызов os::javaTimeMillis(), используемый для получения информации о текущем времени.

После этого был проведён эксперимент, в ходе которого было написано простое приложение на языке Java, в цикле вызывающее сто миллионов раз метод System.currentTimeMillis(). Запуск приложения показал, что в CentOS для его выполнения потребовалось 13 секунд, а в Ubuntu - около 68 секунд, т.е. в 5 раз медленнее. На языке Си была написана похожая программа, сто миллионов раз вызывающая функцию gettimeofday(), но при её выполнения были получены аналогичные результаты.

Так как стало ясно, что источником проблемы является функция возврата текущего времени внимание переключилось на изменение показателей при выборе в системе разных источников точного времени. Судя по содержимому "/sys/devices/system/clocksource/clocksource0/current_clocksource" по умолчанию при запуске Linux в гостевой системе использовался таймер "xen". Изменив источник времени на "tsc" время выполнения тестового Java-приложения сократилось в 20 раз. 


$ cat /sys/devices/system/clocksource/clocksource0 /available_clocksource
xen tsc hpet acpi_pm

$ cat /sys/devices/system/clocksource/clocksource0/current_clocksource
xen

$ time java TimeBench
real 1m8.300s
user 0m38.337s
sys 0m29.875s

$ echo tsc /sys/devices/system/clocksource/clocksource0/current_clocksource

$ time java TimeBench
real 0m3.370s
user 0m3.353s
sys 0m0.026s

Интересно, что после смены источника времени на "tsc" (time stamp counter) производительность одинаково возросла в CentOS и Ubuntu, но относительно CentOS запуск в Ubuntu по-прежнему остался в 5 раз медленнее (0.13 против 0.68 мкс), но задержки теперь стали слишком малы, чтобы оказывать заметное влияние на производительность. Дополнительно был проведён тест производительности источника времени kvm-clock, который показал увеличение задержек на 20%, по сравнению с TSC.

Для получения времени при выборе источника TSC используется процессорная инструкция RDTSC, выполнение которой не требует совершение системного вызова. По умолчанию TSC не активируется так как данный источник не исключает постепенный дрейф времени, который корректируется программно в других обработчиках для достижения более точных показаний. По мнению инженера, специализирующегося на разработке процессоров, опасения о сдвигах времени при использовании TSC уже давно не соответствуют действительности и в современных процессорах данный источник может годы выдавать стабильные показания.

Перевод рабочих серверов в Netflix на источник TSC привёл к снижению задержек при записи на 43% и достижению при использовании Ubuntu результатов, превосходящих конфигурации с CentOS с источником времени "xen". Результаты проведённого исследования были переданы компании Amazon, которая официально рекомендовала при использовании Linux-дистрибутивов в окружениях AWS EC2 на базе гипервизора Xen использовать по умолчанию источник времени TSC (в окружениях на базе гипервизора Nitro рекомендован kvm-clock).

Источники

править


 
 
Creative Commons
Эта статья содержит материалы из статьи «Анализ влияния на производительность выбранного в системе источника времени», опубликованной OpenNET и распространяющейся на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) — указание автора, источник и лицензию.
 
Эта статья загружена автоматически ботом NewsBots и ещё не проверялась редакторами Викиновостей.
Любой участник может оформить статью: добавить иллюстрации, викифицировать, заполнить шаблоны и добавить категории.
Любой редактор может снять этот шаблон после оформления и проверки.

Комментарии

Викиновости и Wikimedia Foundation не несут ответственности за любые материалы и точки зрения, находящиеся на странице и в разделе комментариев.



Источник — https://ru.wikinews.org/w/index.php?title=Анализ_влияния_на_производительность_выбранного_в_системе_источника_времени&oldid=14924693