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模拟 JVM 应用故障

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Chaos Mesh 通过 Byteman 模拟 JVM 应用的故障，支持以下故障类型：

抛出自定义异常
触发垃圾回收
增加方法延迟
修改方法返回值
通过 Byteman 配置文件触发故障
增加 JVM 压力

本文介绍如何使用 Chaos Mesh 创建上述类型的 JVM 故障实验。

备注

您的 Linux 内核版本必须为 v4.1 或更高版本。

使用 Chaos Dashboard 创建实验

打开 Chaos Dashboard，点击页面上的 NEW EXPERIMENT 创建新实验。

创建新实验
在 选择目标 区域选择 JVM 故障，并指定具体行为（如 RETURN），然后填写详细配置

JVMChaos 实验

配置字段说明请参考 [字段说明] (#field-description)
填写实验信息，指定实验范围和计划实验时长。

实验信息
提交实验信息。

使用 YAML 文件创建实验

以下示例演示 JVMChaos 的用法和效果（以修改方法返回值为例）。相关 YAML 文件可在 examples/jvm 获取。后续操作默认工作目录为 examples/jvm，Chaos Mesh 默认安装命名空间为 chaos-mesh。

步骤 1：创建目标应用

Helloworld 是一个简单的 Java 应用，本节将其作为待测试目标应用。目标应用定义在 example/jvm/app.yaml 中：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: helloworld
  namespace: helloworld
spec:
  containers:
    - name: helloworld
      # source code: https://github.com/WangXiangUSTC/byteman-example/tree/main/example.helloworld
      # this application will print log like this below:
      # 0. Hello World
      # 1. Hello World
      # ...
      image: xiang13225080/helloworld:v1.0
      imagePullPolicy: IfNotPresent

创建目标应用命名空间：
```
kubectl create namespace helloworld
```
构建应用 Pod：
```
kubectl apply -f app.yaml
```
执行 kubectl -n helloworld get pods，预期在 helloworld 命名空间看到名为 helloworld 的 Pod：
```
kubectl -n helloworld get pods
```
结果如下：
```
kubectl get pods -n helloworld
NAME         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
helloworld   1/1     Running   0          2m
```
当 READY 列显示为 1/1 后，继续下一步操作。

步骤 2：注入故障前观察应用行为

您可以在注入故障前观察 helloworld 应用的行为，例如：

kubectl -n helloworld logs -f helloworld

结果如下：

Hello World
Hello World
Hello World
Hello World
Hello World
Hello World

可见 helloworld 每秒输出一行 Hello World，且行号依次递增。

步骤 3：注入 JVMChaos 并验证

配置了指定返回值的 JVMChaos 示例如下：

apiVersion: chaos-mesh.org/v1alpha1
kind: JVMChaos
metadata:
  name: return
  namespace: helloworld
spec:
  action: return
  class: Main
  method: getnum
  value: '9999'
  mode: all
  selector:
    namespaces:
      - helloworld

JVMChaos 将 getnum 方法的返回值修改为数字 9999，这意味着 helloworld 输出的每行数字将固定显示为 9999。

注入配置了指定值的 JVMChaos：

kubectl apply -f ./jvm-return-example.yaml

检查 helloworld 的最新日志：

kubectl -n helloworld logs -f helloworld

日志输出如下：

Rule.execute called for return_0:0
return execute
caught ReturnException
9999. Hello World

字段说明

Parameter	Type	Description	Default value	Required	Example
`action`	string	Indicates the specific fault type. The available fault types include `latency`, `return`, `exception`, `stress`, `gc`, and `ruleData`.	None	Yes	return
`mode`	string	Indicates how to select Pod. The supported modes include `one`, `all`, `fixed`, `fixed-percent`, and `random-max-percent`.	None	Yes	`one`

不同 action 值的含义如下：

Value	Meaning
`latency`	Increase method latency
`return`	Modify return values of a method
`exception`	Throw custom exceptions
`stress`	Increase CPU usage of Java process, or cause memory overflow (support heap overflow and stack overflow)
`gc`	Trigger garbage collection
`ruleData`	Trigger faults by setting Byteman configuration files

对于不同的 action 值，可配置的参数项也有所不同。

`latency` 参数

Parameter	Type	Description	Required
`class`	string	The name of the Java class	Yes
`method`	string	The name of the method	Yes
`latency`	int	The duration of increasing method latency. The unit is millisecond.	Yes
`port`	int	The port ID attached to the Java process agent. The faults are injected into the Java process through this ID.	No

`return` 参数

Parameter	Type	Description	Required
`class`	string	The name of the Java class	Yes
`method`	string	The name of the method	Yes
`value`	string	Specifies the return value of the method. Currently, the item can be numeric and string types. If the item (return value) is string, double quotes are required, like "chaos".	Yes
`port`	int	The port ID attached to the Java process agent. The faults are injected into the Java process through this ID.	No

`exception` 参数

Parameter	Type	Description	Required
`class`	string	The name of the Java class	Yes
`method`	string	The name of the method	Yes
`exception`	string	The thrown custom exception, such as 'java.io.IOException("BOOM")'.	Yes
`port`	int	The port ID attached to the Java process agent. The faults are injected into the Java process through this ID.	No

`stress` 参数

Parameter	Type	Description	Required
`cpuCount`	int	The number of CPU cores used for increasing CPU stress. You must configure one item between `cpu-count` and `mem-type`.	No
`memType`	string	The type of OOM. Currently, both 'stack' and 'heap' OOM types are supported. You must configure one item between `cpu-count` and `mem-type`.	No
`port`	int	The port ID attached to the Java process agent. The faults are injected into the Java process through this ID.	No

`gc` 参数

Parameter	Type	Description	Required
`port`	int	The port ID attached to the Java process agent. The faults are injected into the Java process through this ID.	No

`ruleData` 参数

Parameter	Type	Description	Required
`ruleData`	string	Specifies the Byteman configuration data	Yes
`port`	int	The port ID attached to the Java process agent. The faults are injected into the Java process through this ID.	No

编写规则配置文件时，请考虑具体 Java 程序的特点及 byteman 规则语言规范，例如：

RULE modify return value
CLASS Main
METHOD getnum
AT ENTRY
IF true
DO
    return 9999
ENDRULE

需要将配置文件中的换行符转义为 "\n"，并将转义后的文本作为 "rule-data" 的值，如下所示：

\nRULE modify return value\nCLASS Main\nMETHOD getnum\nAT ENTRY\nIF true\nDO return 9999\nENDRULE\n"

使用 Chaos Dashboard 创建实验​

使用 YAML 文件创建实验​

步骤 1：创建目标应用​

步骤 2：注入故障前观察应用行为​

步骤 3：注入 JVMChaos 并验证​

字段说明​

latency 参数​

return 参数​

exception 参数​

stress 参数​

gc 参数​

ruleData 参数​