Yelp是如何做到每天运行成千上万个测试

程序员文章站 2024-03-25 13:30:28

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原文：How Yelp Runs Millions of Tests Every Day
作者：Chunky G.
翻译：贺雨言

快速进行功能开发对企业至关重要，开发团队都试图通过减少测试、配置和监控变化的时间来提高开发人员的效率。为了让开发人员安全地敲代码，Yelp使用内部分布式系统Seagull运行2000多万个测试。

什么是Seagull？

Seagull是一个容错和故障恢复的分布式系统，用来并行执行测试包。Seagull由以下几部分组成：

Apache Mesos（管理Seagull集群上的资源）
AWS EC2（提供组成Seagull和Jenkins集群的实例）
AWS DynamoDB（存储调度器的元数据）
Docker（隔离测试需要的服务）
Elasticsearch（追踪测试运行次数和集群使用数据）
Jenkins（搭建代码项目并运行Seagull调度器）
Kibana和SignalFx（提供监控和报警）
AWS S3（为测试日志提供真实数据来源）

挑战

在准备单片Web应用和Yelp主机配置新的生产代码之前，Yelp开发人员在特定的主机上运行整个测试包。测试前，开发人员需启动用来调度集群测试的Seagull。以下两点需要着重考虑：

性能：每个Seagull-run包含将近10万个测试，依次运行完毕需要大约2天时间。
规模：通常一天有300多个seagull-runs在运行，高峰时段要同时运行30-40个测试。

这项任务的挑战在于执行每一个Seagull-run所花费的时间是以“分钟”而不是以“天”来计算，同时保证在这个时间段内成本效益好。

Seagull怎样运作？

首先，开发人员在控制台启动Seagull-run，即启动Jenkins搭建代码项目并生成测试列表。然后，将测试打包传给Seagull集群上的调度器进行测试。最后，将测试结果存储在Elasticsearch和S3中。

Yelp是如何做到每天运行成千上万个测试

开发人员为特定的代码版本（基于其分支git SHAs）启动Seagull-run，设git分支为test_branch。
生成test_branch的代码项目和测试列表并上传到S3。
Bin Packer抓取测试列表和测试的历史时序元数据，从而构建包含测试的多包。有效打包是一个装箱问题，可以用以下两个算法解决，（选择哪种算法）取决于研发人员传给Seagull的参数：
- 贪婪算法：首先根据历史测试时长将测试分类，然后将测试时长设置为10分钟的测试归档。
- 线性规划（LP）：为了防止相关测试，一个测试需要和另一个测试在同一个包里运行。因此，我们使用LP进行打包，LP方程的目标函数和约束条件定义如下：
  - 目标函数：对生成的包总数取最小值
  - 主要约束条件：
    - 单包的测试时长少于10分钟；
    - 一个测试只能放入一个包；
    - 相关测试放入同一个包。

我们使用Pulp LP解算器求解方程：

# Objective function:
problem = LpProblem('Minimize bundles', LpMinimize)
problem += lpSum([bundle[i] for i in range(max_bundles)]), 'Objective: Minimize bundles'

# One of the constraint, constraint (1), looks like:
for i in range(max_bundles):
    sum_of_test_durations = 0
    for test in all_tests:
        sum_of_test_durations += test_bundle[test, i] * test_durations[test]
    problem += (sum_of_test_durations) <= bundle_max_duration * bundle[i], ''

其中，bundle和test_bundle是LP变量，max_bundles和bundle_max_duration是整数。

通常，在LP约束条件中，我们会考虑测试用例的搭建和解除的时长，但是为了简便，在这里我们忽略不计。
4. 在Jenkins主机上启动调度器进程，Jenkins主机抓包然后搭建mesos架构。我们为每一个Seagull-run创立一个新的调度器。每一次运行生成300多个包，将运行时长在10分钟左右的包归为一类。调度器为每一个包建立一个Mesos执行器，只要Mesos控制器提供充足的资源，就将Mesos执行器列入Seagull集群时间计划表。
5. 一旦执行器被列入到集群，执行器内部将进行以下步骤：

Yelp是如何做到每天运行成千上万个测试

每一个执行器建立一个沙箱，从S3（在步骤（2）中已上传）下载新建项目。然后下载对应于相关测试服务的Docker图片就可以建立Docker容器（服务）了。当所有的容器都启动并运行，就开始进行测试了。最后，测试结果和元数据存储在Elasticsearch（ES）和S3中。我们用内部代理服务Apollo写入ES。

如果你生活在一个分布式系统的世界，你一定无法避免主机故障。Seagull对任何实例故障都具有容错功能。

Yelp是如何做到每天运行成千上万个测试

例如，假设一个调度器要运行两个包。Mesos会提供一个代理（A1）的资源给调度器。假设调度器认为资源充足，那么这两个包会被安排在A1上。假如出于某种原因，A1出故障了，那么Mesos会通知到调度器。调度器的任务管理器决定重试或者丢弃那两个包。如果重试，当Mesos下一次提供充分的资源（这种情况下，是提供代理A2的资源）时，那两个包会被重新安排到时间计划表里。为了防止包被丢弃，调度器会将那两个包测试标记为“未执行”。
6. Seagull UI用Apollo从ES获取结果，并将结果加载到UI供开发人员查看。如果结果全部通过，就可以准备配置了。

规模化挑战

为了确保测试包的及时性，尤其是在高峰期，Seagull集群需要保证大量实例一直处于可用状态。之前我们使用AWS的按需实例AWS ASGs，但对我们来说，要想达到这个容量成本太高了。

为了降低成本，我们开始使用一个叫FleetMiser的内部工具去维持Seagull集群。FleetMiser是一个用来测量基于不同信号的集群的自动缩放引擎，这些信号包括当前集群使用率、管道内的流量数等等。FleeMiser主要由以下两部分组成：

AWS Spot Fleet：AWS有现场实例，现场实例比按需实例成本低很多，Spot Fleet能提供交互界面更简单的现场实例。
自动缩放：集群的使用时间不稳定，使用高峰主要集中在10:00-19:00（太平洋标准时间），此时，开发人员工作强度最大。为了动态调整范围，FleetMiser使用集群在不同优先级别下的当前和历史使用数据。Seagull集群每天的波动范围大概介于1500CPU内核和10000CPU内核之间。

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