Azure Functions dibatasi dengan HostServiceUnavailable 503 selama cold start dan penskalaan paket + paket instans pra-pemanasan yang menstabilkan fungsi

Microsoft Azure Functions menawarkan platform komputasi tanpa server yang kuat yang memungkinkan pengembang menjalankan kode berbasis peristiwa tanpa harus menyediakan atau mengelola infrastruktur. Namun, seiring dengan semakin banyaknya pengguna yang mengadopsi model ini, inkonsistensi performa selama cold start dan peristiwa penskalaan semakin terlihat. Masalah yang sangat mendesak adalah munculnya kesalahanHTTP 503 HostServiceUnavailableselama periode aplikasi fungsi mulai dingin. Kegagalan sementara ini berdampak signifikan pada ketersediaan, keandalan, dan pengalaman pengguna aplikasi jika tidak ditangani.

TLDR

Azure Functions mungkin mengalami kesalahan pembatasan danHTTP 503 HostServiceUnavailableselama cold start, terutama dalam beban kerja skala tinggi atau burst. Kegagalan ini biasanya muncul ketika platform belum melakukan pemanasan awal pada instance aplikasi fungsi tepat waktu untuk permintaan masuk. Microsoft telah meresponsnya dengan perbaikan pada penskalaan rencana dan pemanasan awal instans. Menerapkan perubahan ini telah membantu menstabilkan aplikasi Azure Function, khususnya di tingkat premium premium dan elastis, mengurangi penundaan dan kesalahan cold start.

Memahami Masalah 503 HostServiceUnavailable

Ketika Azure Functions dipanggil setelah beberapa saat tidak aktif, lingkungan harus “cold start”, yaitu menjalankan instans komputasi yang diperlukan untuk mengeksekusi kode masuk. Selama proses cold start ini, jika beban tambahan tiba lebih cepat daripada skala sistem, maka kesalahan HTTP 503 akan muncul dengan alasanHostServiceUnavailable. Status ini menunjukkan bahwa saat ini tidak ada pekerja yang tersedia untuk memproses permintaan tersebut.

Kesalahan ini khususnya menjadi masalah di:

• Aplikasi real-time mengharapkan respons latensi rendah
• API yang melayani layanan yang berhubungan dengan pelanggan
• Sistem mengalami lonjakan lalu lintas, seperti saat peluncuran produk atau acara promosi

Penyebabnya terletak pada cara Azure menskalakan aplikasi fungsi sebagai respons terhadap permintaan. Rencana Konsumsi default secara dinamis mengalokasikan pekerja namun tidak kebal terhadap penundaan startup. Bahkan Paket Premium, yang mengurangi waktu startup, rentan terhadap lonjakan beban yang tiba-tiba dan tidak dapat diprediksi.

Akar Penyebab Teknis: Bagaimana Scaling dan Cold Start Berinteraksi

Jika aplikasi Azure Function tidak aktif selama beberapa menit, platform akan membatalkan alokasi sumber daya kerjanya untuk menjaga efisiensi sistem. Pemanggilan berikutnya memicu cold start, di mana:

• Host fungsi harus memuat konten dan konfigurasi aplikasi
• Dependensi seperti koneksi database atau SDK dimuat ke dalam memori
• Aplikasi dengan fungsi menganggur harus menunggu pekerja backend dialokasikan

Ketika permintaan datang secara tiba-tiba—misalnya beberapa panggilan API muncul secara bersamaan—platform harus segera melakukan perluasan skala dan mengalokasikan pekerja. Namun, tidak ada jaminan kecepatan alokasi pekerja, khususnya dalam Rencana Konsumsi. Jika infrastruktur yang disediakan tertinggal dari kecepatan permintaan, permintaan masuk tidak dapat dilayani dan akan memunculkan kesalahan 503 HostServiceUnavailable.

Kesalahan 503 ini bukan pengecualian kode pengguna. Mereka berasal dari lapisan infrastruktur Azure. Platform Pemantauan Aplikasi seperti Application Insights biasanya mencatat masalah ini sebagai kegagalan permintaan tanpa instans eksekusi yang sesuai.

Langkah Mitigasi Awal (dan Kekurangannya)

Organisasi yang terkena dampak kesalahan cold start ini biasanya mencari beberapa solusi:

1. Menggunakan Paket Premium atau Paket Premium Elastis:Paket ini menawarkan fitur seperti instans Selalu Siap dan integrasi VNET, yang mengurangi latensi cold start dan memungkinkan prediktabilitas yang lebih baik. Namun, mereka tetap mengeluarkan biaya terlepas dari pemanfaatannya.
2. Memicu Permintaan Pemanasan:Mengirim ping HTTP setiap beberapa menit untuk menjaga agar instance tetap hangat. Meskipun ini berfungsi sementara, ini dianggap sebagai anti-pola dan menambah overhead yang tidak perlu.
3. Pemfaktoran Ulang ke Fungsi atau Antrean yang Tahan Lama:Menggunakan pesan asinkron atau orkestrator mengurangi ketergantungan HTTP langsung, namun memerlukan perubahan arsitektur dan sering kali meningkatkan kompleksitas.

Strategi tersebut mengurangi terjadinya kesalahan 503 namun tidak menghilangkannya seluruhnya. Selain itu, pola lalu lintas yang tidak dapat diprediksi terus menekankan kemampuan penskalaan infrastruktur.

Strategi Baru Microsoft: Penskalaan Rencana dan Instans yang Dihangatkan Sebelumnya

Pada tahun 2023, Microsoft mulai memperkenalkan penskalaan cerdas dan peningkatan pra-pemanasan pada platform Azure Functions. Tujuannya adalah membuat perilaku cold start lebih dapat diprediksi dan mengurangi kesalahan 503 saat lonjakan beban dengan menyiapkan sumber daya komputasi secara proaktif.

1. Peningkatan Penskalaan Otomatis yang Cerdas

Microsoft meningkatkan algoritme penskalaannya untuk mengantisipasi pola beban kerja dengan lebih efisien. Dengan mempertimbangkan lalu lintas historis dan telemetri real-time, sistem dapat memprediksi dengan lebih baik kapan harus melakukan pra-alokasi lebih banyak instans.

Peningkatan ini sangat relevan untuk aplikasi yang lonjakannya mengikuti siklus harian (misalnya lonjakan login pagi hari). Dengan pembelajaran yang lebih baik dari pola masa lalu, Azure dapat secara proaktif melakukan penskalaan sebelum lonjakan terjadi, dibandingkan bereaksi setelah 503 terjadi.

2. Pengumpulan Instance Pra-Hangat

Paket Premium dan Elastic Premium kini menampilkan konsepinstans pra-pemanasan. Alih-alih melakukan penskalaan secara reaktif sesuai permintaan, Azure menyediakan terlebih dahulu kumpulan instans yang tidak aktif namun siap ditayangkan yang didedikasikan untuk aplikasi fungsi atau paket layanan Anda. Saat beban kerja masuk, instans yang telah dipanaskan sebelumnya ini akan segera menyerap lonjakan tersebut.

Anda dapat mengonfigurasi jumlah instans yang selalu siap di Paket Premium Anda menggunakan templat Portal Azure atau Infrastruktur sebagai Kode (IaC). Evaluasi internal Microsoft menunjukkan mitigasi yang signifikan pada 503 detik ketika setidaknya satu instans yang telah dihangatkan sebelumnya selalu aktif.

3. Aktivasi Paket Lebih Cepat dan Penggunaan Kembali Kontainer

Azure Functions yang berjalan pada kontainer terisolasi atau paket hosting Linux mengalami penurunan latensi besar karena peningkatan internal yang menggunakan kembali lingkungan eksekusi jika memungkinkan. Hal ini berarti lebih sedikit bootstrapping untuk container baru dan ketersediaan host eksekusi yang lebih cepat.

Hasil Lapangan: Bagaimana Tim Menstabilkan Fungsi Aplikasi

Menyusul perubahan ini, beberapa pengguna perusahaan melaporkan peningkatan keandalan, terutama untuk API yang sebelumnya rentan terhadap 503 saat permintaan mendadak. Menurut rekayasa produk Microsoft, penyewa pelanggan besar mengurangi tarif 503 mereka dari 4,5% menjadi kurang dari 0,1% dalam beberapa minggu setelah menyetel pengaturan rencana dan mengaktifkan instans pra-pemanasan.

Strategi stabilisasi yang umum saat ini meliputi:

• Mengalihkan beban kerja penting ke paket Premium atau Elastic Premium
• MengonfigurasiminimumInstanceCountagar pekerja tetap hangat dan menganggur
• Memantau latensi cold start melalui Application Insights dan KPI Azure Monitor
• Menggabungkan aturan penskalaan proaktif dengan peringatan sistem untuk ambang batas kapasitas

Praktik Terbaik untuk Menghindari Kesalahan 503

Jika Anda mengoperasikan Azure Functions pada aplikasi yang sensitif terhadap latensi atau throughput tinggi, pertimbangkan panduan operasional berikut:

• Penyediaan Instans Selalu Siap:Tetapkan setidaknya satu instans hangat di Paket Premium menggunakan minimumInstanceCount .
• Gunakan Application Gateway atau API Management Caching:Respons cache untuk permintaan yang tidak dipersonalisasi untuk meminimalkan ketergantungan backend.
• Pantau Cold Start dan Ketersediaan Aplikasi:GunakanTes Ketersediaandan lacak FunctionExecutionUnits dan FunctionExecutionCount .
• Lalu Lintas yang Dapat Diprediksi Rute:Jadwalkan pelaporan dan beban kerja analitik di sekitar jam sibuk sistem inti.
• Sesuaikan Aturan Penskalaan:Untuk pemicu non-HTTP seperti Service Bus atau Event Hub, gunakan logika pengelompokan dan penskalaan tingkat aplikasi.

Kesimpulan

Masalah Azure Functions yang mengembalikan kesalahanHostServiceUnavailable 503dalam kondisi pemuatan awal yang dingin telah menyebabkan kesulitan operasional yang signifikan di banyak layanan cloud-native. Meskipun tidak ada solusi yang tepat, penyempurnaan yang dilakukan Microsoft—terutama dalam penskalaan otomatis yang cerdas dan penyediaan instans pra-pemanasan—mengatasi kesenjangan infrastruktur inti.

Saat ini, tim yang bermigrasi dari perencanaan fungsi reaktif ke proaktif (misalnya penerapan Premium dengan jumlah instans minimum) mengalami lingkungan komputasi yang lebih stabil. Mengawasi metrik real-time, merencanakan beban yang diharapkan, dan memanfaatkan peningkatan penskalaan terbaru Azure merupakan strategi penting untuk meminimalkan risiko di masa depan.

Infrastruktur tanpa server dapat memenuhi janjinya berupa skalabilitas tinggi dan pemeliharaan minimal, namun hanya dengan pemahaman tentang kendala operasionalnya. Dengan konfigurasi yang tepat, Azure Functions kini tidak hanya memberikan ketangkasan tetapi juga konsistensi dalam skala besar.