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Ceilometer项目源码分析----ceilometer分布式报警系统的具体实现

坎蒂丝_Swan 发表于 2014-12-12 23:19:09 [显示全部楼层] 回帖奖励 阅读模式 关闭右栏 0 13995
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本帖最后由 坎蒂丝_Swan 于 2014-12-14 19:42 编辑


问题导读
问题1:如何实现对报警器的分配操作？
问题2:拥有主控权的partition，会根据不同的情况实现哪些不同形式的报警器分配操作？









      在前面的帖子中，我们分析过在/ceilometer/alarm/service.py中实现了类PartitionedAlarmService，它的主要功能是实现了分布式报警系统服务的启动和其他操作，当时我们只是从整体上分析了分布式报警系统的启动和实现，而分布式报警系统各个操作的具体实现则是在/ceilometer/alarm/partition/coordination.py中的类PartitionCoordinator中，所以这篇帖子将会详细地分析分布式报警系统的具体实现，即分析类PartitionCoordinator中各个方法的源码实现。

1 def _distribute(self, alarms, rebalance)

  1. def _distribute(self, alarms, rebalance):  

  2.     """ 

  3.     实现对报警器的分配操作；               

  4.     如果需要对全部报警器执行重新分配操作，self.coordination_rpc.assign（对所有的报警器进行分配操作）： 

  5.     通过广播发送执行assign操作的通知给所有的Partition，在所有的Partition执行接收操作；在接收操作中，如果uuid和某Partition相应的uuid值相匹配，则该Partition实现赋值本alarms的ID值到其本地； 

  6.     如果不需要对全部报警器执行重新分配操作，self.coordination_rpc.allocate（只对部分（新增）的报警器进行分配操作，所以某个Partition上可有多余1个的报警器）： 

  7.     通过广播发送执行allocate操作的通知给所有的Partition，在所有的Partition执行接收操作；在接收操作中，如果uuid和某Partition相应的uuid值相匹配，则该Partition实现添加本alarms的ID值到其本地； 

  8.     """  

  9.     verb = 'assign' if rebalance else 'allocate'  

  10.           

  11.     """ 

  12.     根据rebalance的值，来确定所要执行的分配报警器的方法； 

  13.     如果需要对全部报警器重新分配操作，则调用self.coordination_rpc.assign； 

  14.     如果不需要对全部报警器重新分配操作，则调用self.coordination_rpc.allocate； 

  15.          

  16.     self.coordination_rpc.assign： 

  17.     通过广播发送执行assign操作的通知给所有的Partition， 

  18.     在所有的Partition执行接收操作； 

  19.     在接收操作中，如果uuid和某Partition相应的uuid值相匹配， 

  20.     则该Partition实现赋值本alarms的ID值到其本地； 

  21.     self.coordination_rpc.allocate： 

  22.     通过广播发送执行allocate操作的通知给所有的Partition， 

  23.     在所有的Partition执行接收操作； 

  24.     在接收操作中，如果uuid和某Partition相应的uuid值相匹配， 

  25.     则该Partition实现添加本alarms的ID值到其本地； 

  26.     """  

  27.   

  28.     method = (self.coordination_rpc.assign if rebalance  

  29.               else self.coordination_rpc.allocate)  

  30.     LOG.debug(_('triggering %s') % verb)  

  31.     LOG.debug(_('known evaluators %s') % self.reports)  

  32.           

  33.     """ 

  34.     计算每个evaluator上所要分配的报警器数目； 

  35.     """  

  36.     per_evaluator = int(math.ceil(len(alarms) /  

  37.                         float(len(self.reports) + 1)))  

  38.     LOG.debug(_('per evaluator allocation %s') % per_evaluator)  

  39.           

  40.     """ 

  41.     获取所有的evaluator； 

  42.     对所有的evaluator进行洗牌操作； 

  43.     """  

  44.     evaluators = self.reports.keys()  

  45.     random.shuffle(evaluators)  

  46.     offset = 0  

  47.           

  48.     """ 

  49.     遍历所有的evaluator； 

  50.     """  

  51.     for evaluator in evaluators:  

  52.         if self.oldest < self.this:  

  53.             LOG.warn(_('%(this)s bailing on distribution cycle '  

  54.                        'as older partition detected: %(older)s') %  

  55.                      dict(this=self.this, older=self.oldest))  

  56.             return False  

  57.      

  58.         """ 

  59.         从所有报警器集合中获取一个报警器； 

  60.         """  

  61.         allocation = alarms[offset:offset + per_evaluator]  

  62.               

  63.         """ 

  64.         调用之前确定的分配方法，实现对报警器的分配操作； 

  65.         self.coordination_rpc.assign： 

  66.         通过广播发送执行assign操作的通知给所有的Partition， 

  67.         在所有的Partition执行接收操作； 

  68.         在接收操作中，如果uuid和某Partition相应的uuid值相匹配， 

  69.         则该Partition实现赋值本alarms的ID值到其本地； 

  70.         self.coordination_rpc.allocate： 

  71.         通过广播发送执行allocate操作的通知给所有的Partition， 

  72.         在所有的Partition执行接收操作； 

  73.         在接收操作中，如果uuid和某Partition相应的uuid值相匹配， 

  74.         则该Partition实现添加本alarms的ID值到其本地； 

  75.         """  

  76.         if allocation:  

  77.             LOG.debug(_('%(verb)s-ing %(alloc)s to %(eval)s') %  

  78.                       dict(verb=verb, alloc=allocation, eval=evaluator))  

  79.             method(evaluator.uuid, allocation)  

  80.               

  81.         """ 

  82.         为下一个报警器的获取做准备； 

  83.         """  

  84.         offset += per_evaluator  

  85.     LOG.debug(_('master taking %s for self') % alarms[offset:])  

  86.           

  87.     """ 

  88.     对于本Partition所分配的报警器的实现； 

  89.     """  

  90.     if rebalance:  

  91.         self.assignment = alarms[offset:]  

  92.     else:  

  93.         self.assignment.extend(alarms[offset:])  

  94.     return True  
复制代码

方法小结：
实现对报警器的分配操作；

1.如果需要对全部报警器执行重新分配操作，self.coordination_rpc.assign（对所有的报警器进行分配操作）：
  通过广播发送执行assign操作的通知给所有的Partition，在所有的Partition执行接收操作；在接收操作中，如果uuid和某Partition相应的uuid值相匹配，则该Partition实现赋值本alarms的ID值到其本地；


2.如果不需要对全部报警器执行重新分配操作，self.coordination_rpc.allocate（只对部分（新增）的报警器进行分配操作，所以某个Partition上可有多余1个的报警器）：
  通过广播发送执行allocate操作的通知给所有的Partition，在所有的Partition执行接收操作；在接收操作中，如果uuid和某Partition相应的uuid值相匹配，则该Partition实现添加本alarms的ID值到其本地；

2 def _deletion_requires_rebalance(self, alarms)

  1. def _deletion_requires_rebalance(self, alarms):  

  2.     """ 

  3.     通过获取最新已删除的报警器数据，来确定是否需要执行rebalance操作； 

  4.     如果已删除的报警器数据多余当前报警器数据的五分之一，则返回True，说明需要执行rebalance操作； 

  5.     """  

  6.     # 获取最新已经删除的报警器集合；  

  7.     deleted_alarms = self.last_alarms - set(alarms)  

  8.     LOG.debug(_('newly deleted alarms %s') % deleted_alarms)  

  9.           

  10.     # 存储最新的已删除的报警器数据；  

  11.     self.deleted_alarms.update(deleted_alarms)  

  12.           

  13.     # 如果已删除的报警器数据多余当前报警器数据的五分之一，则返回True，说明需要执行rebalance操作；  

  14.     if len(self.deleted_alarms) > len(alarms) / 5:  

  15.         LOG.debug(_('alarm deletion activity requires rebalance'))  

  16.         self.deleted_alarms = set()  

  17.         return True  

  18.     return False  
复制代码

方法小结：
通过获取最新已删除的报警器数据，来确定是否需要执行rebalance操作；
如果已删除的报警器数据多余当前报警器数据的五分之一，则返回True，说明需要执行rebalance操作；

3 def _is_master(self, interval)

  1. def _is_master(self, interval):  

  2.     """ 

  3.     确定当前的partition是否是主控角色； 

  4.     """  

  5.     now = timeutils.utcnow()  

  6.     if timeutils.delta_seconds(self.start, now) < interval * 2:  

  7.         LOG.debug(_('%s still warming up') % self.this)  

  8.         return False  

  9.           

  10.     is_master = True  

  11.     for partition, last_heard in self.reports.items():  

  12.         delta = timeutils.delta_seconds(last_heard, now)  

  13.         LOG.debug(_('last heard from %(report)s %(delta)s seconds ago') %  

  14.                   dict(report=partition, delta=delta))  

  15.         if delta > interval * 2:  

  16.             del self.reports[partition]  

  17.             self._record_oldest(partition, stale=True)  

  18.             LOG.debug(_('%(this)s detects stale evaluator: %(stale)s') %  

  19.                       dict(this=self.this, stale=partition))  

  20.             self.presence_changed = True  

  21.         elif partition < self.this:  

  22.             is_master = False  

  23.             LOG.info(_('%(this)s sees older potential master: %(older)s')  

  24.                      % dict(this=self.this, older=partition))  

  25.     LOG.info(_('%(this)s is master?: %(is_master)s') %  

  26.              dict(this=self.this, is_master=is_master))  

  27.     return is_master  
复制代码

4 def _master_role(self, assuming, api_client)
  1. def _master_role(self, assuming, api_client):  

  2.     """ 

  3.     作为拥有主控权的partition，根据不同的情况实现不同形式的报警器分配操作； 

  4.     1.需要整个分布式报警系统的重平衡操作 

  5.       如果assuming为True，说明此报警器为新进的分布式报警系统的主控节点（所以需    

  6.       要整个分布式报警系统的重平衡操作）； 

  7.       如果sufficient_deletion为True，说明已删除的报警器数据多余当前报警器数据的    

  8.       五分之一（变化过多，所以需要整个分布式报警系统的重平衡操作）； 

  9.       如果presence_changed为True，则说明需要执行整个分布式报警系统的重平衡操作； 

  10.     2.对部分报警器（新建立报警器）实现重平衡操作； 

  11.     3.对于其他情况，不需要进行报警器的分配操作； 

  12.     """  

  13.           

  14.     """ 

  15.     通过客户端获取当前所有partition的报警器； 

  16.     """  

  17.     alarms = [a.alarm_id for a in api_client.alarms.list()]  

  18.           

  19.     """ 

  20.     获取新建立的报警器； 

  21.     当前的报警器集合减去之前的报警器集合，得到新建立的报警器； 

  22.     """  

  23.     created_alarms = list(set(alarms) - self.last_alarms)  

  24.     LOG.debug(_('newly created alarms %s') % created_alarms)  

  25.           

  26.     """ 

  27.     通过获取最新已删除的报警器数据，来确定是否需要执行rebalance操作； 

  28.     如果已删除的报警器数据多余当前报警器数据的五分之一，则返回True，说明需要执 

  29.     行rebalance操作； 

  30.     """  

  31.     sufficient_deletion = self._deletion_requires_rebalance(alarms)  

  32.           

  33.     """ 

  34.     如果assuming为True，说明此报警器为新进的分布式报警系统的主控节点（所以需要 

  35.     整个分布式报警系统的重平衡操作）； 

  36.     如果sufficient_deletion为True，说明已删除的报警器数据多余当前报警器数据的五 

  37.     分之一（变化过多，所以需要整个分布式报警系统的重平衡操作）； 

  38.     如果presence_changed为True，则说明需要执行整个分布式报警系统的重平衡操作； 

  39.     """  

  40.     # _distribute：实现对报警器的分配操作；  

  41.     if (assuming or sufficient_deletion or self.presence_changed):  

  42.         still_ahead = self._distribute(alarms, rebalance=True)  

  43.               

  44.     """ 

  45.     对于新建立报警器，实现对报警器分配操作，不需要进行所有报警器的重新分配操作； 

  46.     """  

  47.     elif created_alarms:  

  48.         still_ahead = self._distribute(list(created_alarms),  

  49.                                        rebalance=False)  

  50.           

  51.     """ 

  52.     对于其他情况，不需要进行报警器的分配操作； 

  53.     """  

  54.     else:  

  55.         still_ahead = self.this < self.oldest  

  56.           

  57.     """ 

  58.     实现更新报警器的集合； 

  59.     """  

  60.     self.last_alarms = set(alarms)  

  61.     LOG.info(_('%(this)s not overtaken as master? %(still_ahead)s') %  

  62.             ({'this': self.this, 'still_ahead': still_ahead}))  

  63.     return still_ahead  
复制代码

方法小结：
作为拥有主控权的partition，根据不同的情况实现不同形式的报警器分配操作；

1.需要整个分布式报警系统的重平衡操作
  如果assuming为True，说明此报警器为新进的分布式报警系统的主控节点（所以需要整个分布式报警系统的重平衡操作）；
  如果sufficient_deletion为True，说明已删除的报警器数据多余当前报警器数据的五分之一（变化过多，所以需要整个分布式报警系统的重平衡操作）；
  如果presence_changed为True，则说明需要执行整个分布式报警系统的重平衡操作；

2.对部分报警器（新建立报警器）实现重平衡操作；

3.对于其他情况，不需要进行报警器的分配操作；

5 def check_mastership(self, eval_interval, api_client)

  1. def check_mastership(self, eval_interval, api_client):  

  2.     """ 

  3.     实现定期检测主控权角色； 

  4.     确定当前的partition是否是主控角色； 

  5.     如果为拥有主控权的partition，则根据不同的情况实现不同形式的报警器分配操作； 

  6.     """  

  7.     LOG.debug(_('%s checking mastership status') % self.this)  

  8.     try:  

  9.         assuming = not self.is_master  

  10.               

  11.         """ 

  12.         _is_master：确定当前的partition是否是主控角色； 

  13.         _master_role：作为拥有主控权的partition，根据不同的情况实现不同形式的报警器分配操作； 

  14.         """  

  15.         self.is_master = (self._is_master(eval_interval) and  

  16.                           self._master_role(assuming, api_client))  

  17.         self.presence_changed = False  

  18.     except Exception:  

  19.         LOG.exception(_('mastership check failed'))  
复制代码


方法小结：
实现定期检测主控权角色；
确定当前的partition是否是主控角色；
如果为拥有主控权的partition，则根据不同的情况实现不同形式的报警器分配操作；

6 def presence(self, uuid, priority)

  1. def presence(self, uuid, priority):  

  2.     """ 

  3.     实现接收某一个Partition广播的其存在性信息； 

  4.     """  

  5.     report = PartitionIdentity(uuid, priority)  

  6.     if report != self.this:  

  7.         if report not in self.reports:  

  8.             self.presence_changed = True  

  9.         self._record_oldest(report)  

  10.         self.reports[report] = timeutils.utcnow()  

  11.         LOG.debug(_('%(this)s knows about %(reports)s') %  

  12.                   dict(this=self.this, reports=self.reports))  
复制代码

7 def report_presence(self)
  1. def report_presence(self):  

  2.     """ 

  3.     通过方法fanout_cast实现广播当前partition的存在性 

  4.     （包括uuid和优先级信息）通知给所有的Partition； 

  5.     """  

  6.     LOG.debug(_('%s reporting presence') % self.this)  

  7.           

  8.     """ 

  9.     广播当前partition的存在性（包括uuid和优先级信息）通知给所有的Partition； 

  10.     """  

  11.     try:  

  12.         self.coordination_rpc.presence(self.this.uuid, self.this.priority)  

  13.     except Exception:  

  14.         LOG.exception(_('presence reporting failed'))  
复制代码

8 def assigned_alarms(self, api_client)

  1. def assigned_alarms(self, api_client):  

  2.     """ 

  3.     通过指定客户端获取分配给当前partition的报警器； 

  4.     """  

  5.     if not self.assignment:  

  6.         LOG.debug(_('%s has no assigned alarms to evaluate') % self.this)  

  7.         return []  

  8.   

  9.     try:  

  10.         LOG.debug(_('%(this)s alarms for evaluation: %(alarms)s') %  

  11.                   dict(this=self.this, alarms=self.assignment))  

  12.         return [a for a in api_client.alarms.list(q=[{'field': 'enabled',  

  13.                                                       'value': True}])  

  14.                 if a.alarm_id in self.assignment]  

  15.     except Exception:  

  16.         LOG.exception(_('assignment retrieval failed'))  

  17.         return []  

复制代码


好了，分布式报警系统的源码具体实现解析完成，下面对分布式报警系统做总体的小结：


    对于PartitionedAlarmService，它通过rpc实现了一套多个evaluator进程之间的协作协议(PartitionCoordinator)，使得可以通过水平扩展来不断增大alarm service的处理能力，这样不仅实现了一个简单的负载均衡，还实现了高可用。下面我们就重点来说一下PartitionCoordinator这个协议。

    PartitionCoordinator允许启动多个ceilometer-alarm-evaluator进程，这多个进程之间的关系是互相协作的关系，他们中最早启动的进程会被选为master进程，master进程主要做的事情就是给其他进程分配alarm，每个进程都在周期性的执行三个任务：

    1.通过rpc，向其它进程广播自己的状态，来告知其他进程，我是活着的，每个进程中都保存有其他进程的最后活跃时间；

    2.争抢master，每个进程都会不断的更新自己所维护的其它进程的状态列表，根据这个状态列表，来判断是否应该由自己来当master，判断一个进程是否是master的条件只有一个，那就是看谁启动的早；

    3.检查本进程负责的alarm，会去调用ceilometer的api，来获取该alarm的监控指标对应的监控数据，然后进行判断，发送报警等；

    当一个进程被确定为master之后，如果它不挂掉，那么它的master是不会被抢走的，该进程就会一直在履行master的职责：

    1.当有新的alarm被创建时，master会将这些新创建的alarm平均的分配给其它worker进程，如果不能平均分配的，剩下的零头就由master自己来负责；

    2.当有新的evaluator进程添加进来，或者是现有的evaluator进程被kill掉，那么master就会重新洗牌一次，把所有的alarm再平均的分配给现有的evaluator进程；

    3.当master挂掉咋办呢？那么就会由第二个最早启动的进程接替master的位置，然后重新洗牌

通过这个协议，就实现了一个简单的分布式alarm服务；


    好了，到此为止，分布式报警系统的具体源码实现分析和总结工作到此为止～～～～谢谢～～～～






Ceilometer项目源码分析----ceilometer项目源码结构分析
Ceilometer项目源码分析----ceilometer报警器服务的实现概览
Ceilometer项目源码分析----ceilometer报警器状态评估方式
Ceilometer项目源码分析----ceilometer分布式报警系统的具体实现
Ceilometer项目源码分析----ceilometer-alarm-notifier服务的初始化和启动
Ceilometer项目源码分析----ceilometer-alarm-evaluator服务的初始化和启动
Ceilometer项目源码分析----ceilometer-agent-central服务的初始化和启动
Ceilometer项目源码分析----ceilometer-agent-compute服务的初始化和启动
Ceilometer项目源码分析----ceilometer-agent-notification服务的初始化和启动
Ceilometer项目源码分析----ceilometer-collector服务的初始化和启动





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