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La creación de una instancia de Entity Framework Context se ralentiza bajo carga

Question

Notamos que algunas llamadas de servicio web muy pequeñas demoraban más de lo que esperábamos. Hicimos un poco de investigación y pusimos algunos temporizadores en su lugar y lo redujimos a la creación de una instancia de nuestro Entity Framework 6 DbContext. No la consulta en sí, solo la creación del contexto. Desde entonces, puse un poco de registro para ver en promedio cuánto tiempo lleva en realidad crear una instancia de nuestro DbContext y parece que fue alrededor de 50 ms.

Después de que se calienta la aplicación, la creación de contexto no es lenta. Después de un reciclaje de la aplicación, comienza a 2-4 ms (que es lo que vemos en nuestros entornos de desarrollo). La creación de contexto parece disminuir con el tiempo. Durante las próximas dos horas, se arrastrará hasta el rango de 50-80 ms y se estabilizará.

Nuestro contexto es un primer contexto de código bastante grande con alrededor de 300 entidades, incluidas algunas relaciones bastante complejas entre algunas de las entidades. Estamos ejecutando EF 6.1.3. Estamos haciendo un "un contexto por solicitud", pero para la mayoría de nuestras llamadas a la API web solo se realizan una o dos consultas. Crear un contexto tomando 60 + ms, y luego ejecutar una consulta de 1 ms es un poco insatisfactorio. Tenemos alrededor de 10 mil solicitudes por minuto, por lo que no somos un sitio ligeramente usado.

Aquí hay una instantánea de lo que vemos. Los tiempos están en MS, la gran caída es un despliegue que recicló el dominio de la aplicación. Cada línea es uno de los 4 servidores web diferentes. Note que tampoco es siempre el mismo servidor.

Tomé un volcado de memoria para probar y desarrollar lo que está pasando y aquí están las estadísticas del montón:

00007ffadddd1d60    70821      2266272 System.Reflection.Emit.GenericFieldInfo
00007ffae02e88a8    29885      2390800 System.Linq.Enumerable+WhereSelectListIterator`2[[NewRelic.Agent.Core.WireModels.MetricDataWireModel, NewRelic.Agent.Core],[System.Single, mscorlib]]
00007ffadda7c1a0     1462      2654992 System.Collections.Concurrent.ConcurrentDictionary`2+Node[[System.Object, mscorlib],[System.Object, mscorlib]][]
00007ffadd4eccf8    83298      2715168 System.RuntimeType[]
00007ffadd4e37c8    24667      2762704 System.Reflection.Emit.DynamicMethod
00007ffadd573180    30013      3121352 System.Web.Caching.CacheEntry
00007ffadd2dc5b8    35089      3348512 System.String[]
00007ffadd6734b8    35233      3382368 System.RuntimeMethodInfoStub
00007ffadddbf0a0    24667      3749384 System.Reflection.Emit.DynamicILGenerator
00007ffae04491d8    67611      4327104 System.Data.Entity.Core.Metadata.Edm.MetadataProperty
00007ffadd4edaf0    57264      4581120 System.Signature
00007ffadd4dfa18   204161      4899864 System.RuntimeMethodHandle
00007ffadd4ee2c0    41900      5028000 System.Reflection.RuntimeParameterInfo
00007ffae0c9e990    21560      5346880 System.Data.SqlClient._SqlMetaData
00007ffae0442398    79504      5724288 System.Data.Entity.Core.Metadata.Edm.TypeUsage
00007ffadd432898    88807      8685476 System.Int32[]
00007ffadd433868     9985      9560880 System.Collections.Hashtable+bucket[]
00007ffadd4e3160    92105     10315760 System.Reflection.RuntimeMethodInfo
00007ffadd266668   493622     11846928 System.Object
00007ffadd2dc770    33965     16336068 System.Char[]
00007ffadd26bff8   121618     17335832 System.Object[]
00007ffadd2df8c0   168529     68677312 System.Byte[]
00007ffadd2d4d08   581057    127721734 System.String
0000019cf59e37d0   166894    143731666      Free
Total 5529765 objects
Fragmented blocks larger than 0.5 MB:
            Addr     Size      Followed by
0000019ef63f2140    2.9MB 0000019ef66cfb40 Free
0000019f36614dc8    2.8MB 0000019f368d6670 System.Data.Entity.Core.Query.InternalTrees.SimpleColumnMap[]
0000019f764817f8    0.8MB 0000019f76550768 Free
0000019fb63a9ca8    0.6MB 0000019fb644eb38 System.Data.Entity.Core.Common.Utils.Set`1[[System.Data.Entity.Core.Metadata.Edm.EntitySet, EntityFramework]]
000001a0f6449328    0.7MB 000001a0f64f9b48 System.String
000001a0f65e35e8    0.5MB 000001a0f666e2a0 System.Collections.Hashtable+bucket[]
000001a1764e8ae0    0.7MB 000001a17659d050 System.RuntimeMethodHandle
000001a3b6430fd8    0.8MB 000001a3b6501aa0 Free
000001a4f62c05c8    0.7MB 000001a4f636e8a8 Free
000001a6762e2300    0.6MB 000001a676372c38 System.String
000001a7761b5650    0.6MB 000001a776259598 System.String
000001a8763c4bc0    2.3MB 000001a8766083a8 System.String
000001a876686f48    1.4MB 000001a8767f9178 System.String
000001a9f62adc90    0.7MB 000001a9f63653c0 System.String
000001aa362b8220    0.6MB 000001aa36358798 Free

Eso parece un poco de metadatos y tipografía.

Cosas que hemos intentado:

1. Creación de un arnés de prueba simple para replicar. Falló, mi conjetura es porque no estábamos variando el tráfico, o variando el tipo de consultas ejecutadas. Solo cargar el contexto y ejecutar un par de consultas una y otra vez no resultó en un aumento de tiempo.
2. Hemos reducido el contexto de manera significativa, eran 500 entidades, ahora 300. No hubo una diferencia en la velocidad. Mi conjetura es porque no estábamos usando esas 200 entidades en absoluto.
3. (Editar) Usamos SimpleInjector para crear nuestro "contexto por solicitud". Para validarlo, no es SimpleInjector. He ejecutado una instancia del Contexto solo por renovar. Los mismos tiempos de creación lenta.
4. (Editar) Tenemos ngen''d EF. No hizo ningún impacto.

¿Qué podemos investigar más a fondo? Entiendo que el caché usado por EF es extenso para acelerar las cosas. ¿Hay más cosas en la memoria caché que retrasan la creación del contexto? ¿Hay una manera de ver exactamente qué hay en ese caché para hacer realidad algunas cosas extrañas allí? ¿Alguien sabe qué podemos hacer específicamente para acelerar la creación de contexto?

Actualización - 5/30/17

Tomé la fuente EF6 y compilé nuestra propia versión para mantener algunos tiempos. Ejecutamos un sitio bastante popular, por lo que recopilar una gran cantidad de información de tiempo es complicado y no llegué a lo que quería, pero básicamente descubrimos que toda la desaceleración proviene de este método.

public void ForceOSpaceLoadingForKnownEntityTypes()
    {
        if (!_oSpaceLoadingForced)
        {
            // Attempting to get o-space data for types that are not mapped is expensive so
            // only try to do it once.
            _oSpaceLoadingForced = true;

            Initialize();
            foreach (var set in _genericSets.Values.Union(_nonGenericSets.Values))
            {
                set.InternalSet.TryInitialize();
            }
        }
    }

Cada iteración de esos hits foreach para cada una de las entidades definidas por un DBSet en nuestro contexto. Cada iteración es relativamente corta .1-.3 ms, pero cuando se agregan las 254 entidades, se agregó. Todavía no hemos descubierto por qué es rápido al principio y se ralentiza.

Answer 1

Aquí es donde empezaría a resolver el problema, sin pasar a una solución más amigable para las empresas.

Our context is a fairly large code-first context with around 300 entities 

Si bien EF ha mejorado mucho con el tiempo, aún así empezaría a considerar seriamente cortar las cosas una vez que llegues a 100 entidades (en realidad, empezaría mucho antes de eso, pero eso parece ser un número mágico que muchas personas han declarado: ¿consenso?). ¿Piensa que es un diseño para "contextos", pero usa la palabra "dominio" en su lugar? ¿De esa manera puede vender a sus ejecutivos que está aplicando "diseño impulsado por dominio" para arreglar la aplicación? Tal vez esté diseñando para futuros "microservicios" y luego use dos palabras de moda en un solo párrafo. ;-)

No soy un gran fan de EF en el espacio de Enterprise, por lo que tiendo a evitarlo para aplicaciones de gran escala o alto rendimiento. Su experiencia puede ser diferente. Para SMB, es probable que esté perfectamente bien. Sin embargo, me encuentro con clientes que lo utilizan.

No estoy seguro de que las siguientes ideas estén completamente actualizadas, pero son otras cosas que consideraría, basadas en la experiencia.

• Pre-gen sus puntos de vista. Son la parte más cara de la consulta. Esto ayudará aún más con los modelos grandes.
• Mueva su modelo a un conjunto separado. No es tanto una cosa mejor que una de mis mascotas en la organización de códigos.
• Examine su aplicación, modelo, para las posibilidades de almacenamiento en caché. El almacenamiento en caché del plan de consultas a menudo puede restar bastante tiempo.
• Utilice CompileQuery.
• Cuando sea posible, utilice NoTracking. Este es un gran ahorro, si no necesita la función.

Parece que ya está ejecutando algún tipo de generador de perfiles en la aplicación, por lo que voy a suponer que también examinó sus consultas de SQL y las posibles mejoras de rendimiento. Sí, sé que ese no es el problema que está buscando resolver, pero es algo que puede contribuir a la totalidad del problema desde la perspectiva del usuario.

En respuesta al comentario de @ WiktorZichia acerca de no responder la pregunta sobre el problema de rendimiento, la mejor manera de deshacerse de este tipo de problemas en un Sistema Empresarial es deshacerse de Entity Framework. Hay concesiones en cada decisión. EF es una gran abstracción y acelera el desarrollo. Pero viene con una sobrecarga innecesaria que puede dañar los sistemas a escala. Ahora, técnicamente, todavía no respondí a la pregunta "¿Cómo resuelvo este problema en la forma en que lo estoy tratando de resolver?", Por lo que esto todavía podría verse como un fracaso.