錯誤分析服務簡介
錯誤分析服務的設計目的是測試建置於 Microsoft Azure Service Fabric 上的服務。 您可以利用錯誤分析服務引發有意義的錯誤，針對應用程式執行完整的測試案例。 這些錯誤及案例會在受控制、安全且一致的情況下，執行及驗證服務在其生命週期會發生的各種狀態和轉換情形。
動作是個別錯誤，可鎖定服務以進行測試。 服務開發人員可以使用這些動作當做建置組塊，來撰寫複雜的案例。 例如：
- 重新啟動節點，以模擬任意次數的機器或 VM 重新開機情況。
- 移動您的具狀態服務複本，以模擬負載平衡、容錯移轉或應用程式升級。
- 在具狀態服務上叫用仲裁遺失，以建立無法繼續進行寫入作業的狀況，因為可接受新資料的「備份」或「次要」複本不足。
- 在具狀態服務上叫用資料遺失，以建立所有記憶體內狀態為完全抹除的狀況。
案例都是一個或多個動作組成的複雜作業。 錯誤分析服務提供兩個內建的完整案例︰
- 混亂案例
- 容錯移轉案例
測試即服務
錯誤分析服務是一種 Service Fabric 系統服務，會自動隨 Service Fabric 叢集啟動。 此服務會如同主機般來進行插入錯誤、執行測試案例，以及分析健康狀態。
當啟動錯誤動作或測試案例時，命令就會傳送至錯誤分析服務，執行錯誤動作或測試案例。 錯誤分析服務是可以設定的，以便它穩妥執行錯誤和案例，並驗證結果。 例如，錯誤分析服務可以穩妥地執行長時間執行的測試案例。 而且，因為測試是在叢集內部執行，所以服務可以檢查叢集狀態和您的服務，以提供更多有關失敗的深度資訊。
測試分散式系統
Service Fabric 大幅簡化了撰寫和管理分散式可擴充應用程式的工作。 同樣地，錯誤分析服務也讓測試分散式應用程式更加輕鬆。 測試時，有三個主要問題需要解決：
- 模擬/產生真實案例中可能發生的失敗：Service Fabric 其中一個重要的層面是，它讓分散式應用程式從各種不同的失敗中復原。 但為了測試應用程式是否可以從這些失敗中復原，我們需要能夠在受控制的測試環境中模擬/產生這些真實失敗情形的機制。
- 能夠產生相互關聯的失敗：系統中的基本失敗，例如網路故障和機器故障，很容易個別產生。 由於這些個別失敗的互動是重要的，所以會產生大量實際會發生的案例。
- 跨各種開發和部署層級的統一經驗：許多錯誤插入系統都能讓您執行各種類型的失敗。 不過，當您從一整體開發人員案例，移至大型測試環境中執行相同測試，以將案例用在生產環境中測試時，經驗就會不佳。
雖然有許多可解決這些問題的機制，但是在從一整體開發人員環境到在生產環境叢集進行測試的過程中，卻缺少能以必要保證發揮相同作用的系統。 錯誤分析服務有利於應用程式開發人員專注於測試他們的商務邏輯。 錯誤分析服務提供所有必要功能，以測試服務與基礎分散式系統的互動。
模擬/產生真實失敗案例
若要測試分散式系統抵抗失敗的強健性，我們需要一個可產生失敗的機制。 雖然理論上產生失敗似乎很簡單，例如節點停機，卻也發生了與 Service Fabric 正嘗試解決的同一組一致性問題。 如果我們想要將關閉節點做為範例，則需要的工作流程如下：
從用戶端發出關閉節點要求。
將要求傳送至正確的節點。
a. 如果找不到節點，要求應該會失敗。
b. 如果找到節點，應該只會在節點關閉時才傳回要求。
若要從測試角度確認失敗，測試必須知道在導致此失敗時，失敗確實會發生。 Service Fabric 提供的保證就是，當命令到達該節點時，節點會停機，或是已經停機。 在任一情況中，測試應該都能正確地推論出狀態，以及正確地推斷驗證是否成功。 在 Service Fabric 外部實作的系統如果執行一組相同的失敗，可能會發生許多網路、硬體和軟體問題，這會導致無法提供上述的保證。 如果出現前述問題，Service Fabric 會重設叢集狀態以因應問題，使錯誤分析服務仍然可以提供一組適當的保證。
產生必要的事件和案例
雖然一致地模擬真實失敗情形並不容易著手，但可以產生相互關聯的失敗更是難上加難。 舉例來說，發生下列狀況時，具狀態的持續性服務中會遺失資料：
- 只有複本寫入仲裁會在複寫中被趕上。 所有次要複本均落後於主要複本。
- 因為複本停止運作 (由於程式碼封裝或節點停止運作)，導致寫入仲裁停止運作。
- 因為複本的資料遺失 (由於磁碟損毀或機器重新安裝映像)，寫入仲裁無法恢復。
這些相互關聯的失敗確實會在真實情況中發生，但是不像個別失敗那麼頻繁。 在這些案例於生產環境中發生前，能夠先測試這些案例會很重要。 更重要的是在受控制的情況下 (所有工程師都在待命的白天時)，能夠在生產環境的工作負載中模擬這些案例。 這樣會比生產環境在清晨 2 點第一次發生這些案例要來得更好。
跨不同環境的統一經驗
傳統作法已建立了三組不同的經驗，一個用於開發環境、一個用於測試環境，另一個則用於生產環境。 此模型為：
- 在開發環境中產生狀態轉換，讓個別方法能進行單元測試。
- 在測試環境中產生失敗，以使用練習各種失敗案例的端對端測試。
- 將生產環境保留原狀，以防止任何人為失敗，並確保有非常快速的人力可回應失敗。
我們打算在 Service Fabric 中透過錯誤分析服務扭轉此情形，並從開發人員環境到生產環境中使用相同的方法。 有兩個方法可以達成：
- 若要引發受控制的失敗，請在一整體環境到生產環境叢集中，一律使用錯誤分析服務 API。
- 若要讓叢集故障，使失敗自動發生，請使用錯誤分析服務產生自動失敗。 透過組態來控制失敗率，可讓不同環境以不同的方式測試同一個服務。
在 Service Fabric 中，雖然失敗的規模會因為環境不同而有所差異，但實際機制是相同的。 這不但可讓您用更快的程式碼部署管線，還能在真實情況處於負載時測試服務。
使用錯誤分析服務
C#
錯誤分析服務功能位於 Microsoft.ServiceFabric NuGet 封裝中的 System.Fabric 命名空間中。 若要使用錯誤分析服務功能，請在您的專案中包含此 NuGet 封裝作為參考。
PowerShell
若要使用 PowerShell，您必須安裝 Service Fabric SDK。 安裝 SDK 後，會自動載入 ServiceFabric PowerShell 模組供您使用。
下一步
為了建立真實的雲端規模調整服務，能夠在部署前後確保服務可以承受真實失敗是不可或缺的。 對現今的服務產業而言，具有快速創新以及快速將程式碼移至生產環境的能力非常重要。 錯誤分析服務正好能協助服務開發人員這麼做。