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模型篇

遵循此模型，可以简单明了的执行一次混沌实验，控制实验的最小爆炸半径。并且可以方便快捷的扩展新的实验场景或者增强现有场景。chaosblade 和 chaosblade-exec-jvm 工程都根据此模型实现。

模型定义

在给出模型之前先讨论实施一次混沌实验明确的问题：

对什么做混沌实验
混沌实验实施的范围是是什么
具体实施什么实验
实验生效的匹配条件有哪些

举个例子：一台 ip 是 10.0.0.1 机器上的应用，调用 com.example.HelloService@1.0.0 Dubbo 服务延迟 3s。根据上述的问题列表，先明确的是要对 Dubbo 组件混沌实验，实施实验的范围是 10.0.0.1 单机，对调用 com.example.HelloService@1.0.0 服务模拟 3s 延迟。明确以上内容，就可以精准的实施一次混沌实验，抽象出以下模型：

fault-injection model

Target：实验靶点，指实验发生的组件，例如容器、应用框架（Dubbo、Redis、Zookeeper）等。
Scope：实验实施的范围，指具体触发实验的机器或者集群等。
Matcher：实验规则匹配器，根据所配置的 Target，定义相关的实验匹配规则，可以配置多个。由于每个 Target 可能有各自特殊的匹配条件，比如 RPC 领域的 HSF、Dubbo，可以根据服务提供者提供的服务和服务消费者调用的服务进行匹配，缓存领域的 Redis，可以根据 set、get 操作进行匹配。
Action：指实验模拟的具体场景，Target 不同，实施的场景也不一样，比如磁盘，可以演练磁盘满，磁盘 IO 读写高，磁盘硬件故障等。如果是应用，可以抽象出延迟、异常、返回指定值（错误码、大对象等）、参数篡改、重复调用等实验场景。

回到上述的例子，可以叙述为对 Dubbo 组件（Target）进行故障演练，演练的是 10.0.0.1 主机（Scope）的应用，调用 com.example.HelloService@1.0.0 （Matcher）服务延迟 3s（Action）。

伪代码可以写成：

Toolkit.
    // 实验靶点
    dubbo.
    // 范围，此处是主机
    host("1.0.0.1").
    // 组件匹配器，消费者还是服务提供者
    consumer().
    // 组件匹配器，服务接口
    service("com.example.HelloService").
    // 组件匹配器，1.0.0 接口版本
    version("1.0.0").
    // 实验场景，延迟 3s
    delay(3000);

chaosblade 模型实现

chaosblade cli 调用

针对上述例子，chaosblade 调用命令是：

blade create dubbo delay --time 3000 --consumer --service com.example.HelloService --version 1.0.0

dubbo: 模型中的 target，对 dubbo 实施实验。
delay: 模型中的 action，执行延迟演练场景。
--time: 模型中 action 参数，指延迟时间。
--consumer、--service、--version：模型中的 matchers，实验规则匹配器。

注：由于 chaosblade 是在单机执行的工具，所以混沌实验模型中的 scope 默认为本机，不再显示声明。

chaosblade 模型结构图

为了有个更加直观的认识，我们先通过一下的模型结构图来大致看一下模型之间的关系。核心接口模型是：ModelSpec，由它引申出来的是FlagSpec和ActionSpec这两个接口。其中，ModelSpec已有的具体实现有：druid、myql、servlet等；则是如myql下的dalay之类的；FlagSpec是各类自定义参数，比如--time。更加详细的模型定义说明请见后续小节。

chaosblade 模型定义

public interface ModelSpec {
    // 组件名称
    String getTarget();

    // 支持的场景列表
    List<ActionSpec> getActionsList<MatcherSpec> getMatchers();

    // ... 略
}

注：一个组件混沌实验模型的定义，包含组件名称和所支持的实验场景列表。

public interface ActionSpec {
    // 演练场景名称
    String getName();

    // 规则匹配器列表
    List<MatcherSpec> getMatchers();

    // Action 参数列表
    List<FlagSpec> getActionFlags();

    // Action 执行器
    ActionExecutor getActionExecutor();

  // ... 略
}

注：一个实验场景 action 的定义，包含场景名称，场景所需参数和一些实验规则匹配器

public interface FlagSpec {
        // 参数名称
    String getName();
    
        //参数描述
    String getDesc();
    
        //是否有值
    boolean noArgs();
    
        //是否必填
    boolean required();
}

注：实验匹配器定义。

chaosblade 模型具体实现

拿 sevlet 组件举例，sevlet 作为混沌实验组件，目前包含延迟、自定义异常抛出，具体实现为：

public class ServletModelSpec extends FrameworkModelSpec {

    @Override
    public String getTarget() {
        return ServletConstant.TARGET_NAME;
    }

    @Override
    public String getShortDesc() {
        return "java servlet experiment";
    }

    @Override
    public String getLongDesc() {
        return "Java servlet experiment, support path, query string, request method matcher";
    }

    @Override
    public String getExample() {
        return "servlet --requestpath /hello --method post";
    }

    @Override
    protected List<MatcherSpec> createNewMatcherSpecs() {
        ArrayList<MatcherSpec> matcherSpecs = new ArrayList<MatcherSpec>();
        matcherSpecs.add(new ServletQueryStringMatcherSpec());
        matcherSpecs.add(new ServletMethodMatcherSpec());
        matcherSpecs.add(new ServletRequestPathMatcherSpec());
        return matcherSpecs;
    }
}

FrameworkModelSpec定义了 DelayActionSpec、ThrowCustomExceptionActionSpec两种混沌实验场景，其中 DelayActionSpec 定义如下：

public class DelayActionSpec extends BaseActionSpec {

    private static TimeFlagSpec timeFlag = new TimeFlagSpec();
    private static TimeOffsetFlagSpec offsetFlag = new TimeOffsetFlagSpec();

    public DelayActionSpec() {
        super(new DefaultDelayExecutor(timeFlag, offsetFlag));
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "delay";
    }

    @Override
    public String[] getAliases() {
        return new String[0];
    }

    @Override
    public String getShortDesc() {
        return "delay time";
    }

    @Override
    public String getLongDesc() {
        return "delay time...";
    }

    @Override
    public List<FlagSpec> getActionFlags() {
        return Arrays.asList(timeFlag, offsetFlag);
    }

    @Override
    public PredicateResult predicate(ActionModel actionModel) {
        if (StringUtil.isBlank(actionModel.getFlag(timeFlag.getName()))) {
            return PredicateResult.fail("less time argument");
        }
        return PredicateResult.success();
    }
}

DelayActionSpec 包含 2 个场景参数和 3个规则匹配器。

总结

通过以上事例，可以看出此模型简单、易实现，并且可以覆盖目前已知的实验场景。后续可以对此模型进行完善，成为一个混沌实验标准。

模型定义​

chaosblade 模型实现​

chaosblade cli 调用​

chaosblade 模型结构图​

chaosblade 模型定义​

chaosblade 模型具体实现​

总结​