שיטות מומלצות לשליחת הודעות FCM בקנה מידה נרחב

בין אם אתם מפתחים אפליקציה חדשה או מפעילים שירות עם נפח תנועה גבוה, תוכלו להיעזר בתובנות ובהמלצות שבמדריך הזה כדי להרחיב את הפעילות בצורה חלקה באמצעות FCM. המושגים והשיטות האלה יכולים לעזור לכם להימנע מהשפעות שליליות כשאתם צריכים לשלוח נפחים גדולים של הודעות.

מושגים והגדרות חשובים

בקשת הודעה: בקשת הודעה ב-FCM. המונח משמש לסירוגין עם 'בקשה', 'הודעה' או 'שאילתה'.

‫Requests-per-second (RPS): מדד שמתאר את קצב הבקשות הנכנסות ל-FCM. משתמשים בו לסירוגין עם Queries-per-second (QPS).

טוקנים של מכסות, מאגרי טוקנים ומילויים: כששולחים הודעות באמצעות FCM HTTP v1 API, כל בקשה צורכת טוקן מכסה שהוקצה לה בחלון זמן נתון. החלון הזה, שנקרא Token Bucket, מתמלא מחדש עד הסוף בסוף חלון הזמן. לדוגמה: ב-API‏ HTTP v1 מוקצים 600,000 אסימוני מכסה לכל דלי אסימונים של דקה אחת, והוא מתמלא מחדש בסוף כל חלון זמן של דקה אחת.

ויסות בצד השרת: כשנפח התנועה חורג מהקיבולת של שירות FCM, בקשות שחורגות מקיבולת ההצגה נדחות כדי להגביל את קצב הכניסה של התנועה. יכול להיות שיוחזרו תגובות שגיאה מסוג 429 עם כותרות retry-after, כדי לציין שצריך להמתין פרק זמן מסוים לפני שמנסים לשלוח את הבקשה שוב.

ויסות נתונים בצד הלקוח: אם הלקוחות מזהים כשלים בבקשות, חביון גבוה או שגיאות 429, הם צריכים להגביל את קצב יציאת הנתונים כדי למנוע החמרה של העומס.

השהיה מעריכית לפני ניסיון חוזר (exponential backoff): כשמנסים שוב לתקן שגיאות, מוסיפים השהיות שהולכות וגדלות באופן מעריכי. לדוגמה: 1s,‏ 2s,‏ 4s,‏ 8s,‏ 16s,‏ 32s וכן הלאה.

הוספת שינויים קלים (Jittering): הימנעות מניסיון חוזר לשלוח בקשות במרווחי זמן מדויקים. בשיטת ה-jittering, משנים את ההשהיות בין הניסיונות באמצעות תהליך אקראי כדי לפזר אותן באופן אחיד לאורך זמן (לדוגמה: 0.9 שניות, 2.3 שניות, 4.1 שניות, 8.5 שניות, 17.9 שניות, 34.7 שניות).

הגברה של ניסיונות חוזרים: כשמנסים לשלוח שוב בקשות שנכשלו בלי להשתמש בהשהיה מעריכית לפני ניסיון חוזר או בהוספת רעש אקראי, הבקשות האלה מצטברות ומוסיפות לעומס התנועה הקיים, מה שעלול להגביר את הבעיות של עומסי התנועה.

הבעיה: עליות חדות בתנועת הגולשים

מערכת FCM מעבדת מיליוני בקשות בשנייה (RPS). הגורם שהכי תורם לעומס יתר במערכת, לבעיות בזמן האחזור ולהפסקות שירות הוא עליות חדות בתעבורה.

מהי תנועה עם עליות חדות?

יש כמה סוגים שונים של עליות פתאומיות בתנועה.

עליות חדות בתנועה בתחילת כל שעה: מערכת FCM מקבלת יותר מפי שניים תנועת גולשים במהלך 30 השניות הראשונות עד 2 הדקות של כל שעה. עלייה דומה, אם כי פחות חדה, נצפית גם בנקודות הזמן של רבע שעה וחצי שעה (לדוגמה: 00:15, ‏ 00:30, ‏ 00:45).

ניסיון חוזר להגברה: ניסיון חוזר של בקשות שנכשלו או שחלף הזמן הקצוב לתגובה שלהן בלי השהיה אקספוננציאלית יכול להצטבר לגלים חוזרים של תנועה מעבר לשיאי התנועה הקיימים.

שינויים פתאומיים בדפוסי התנועה: הפניית תנועה חדשה ל-FCM או העברת תנועה ל-FCM באזורים שונים ללא גורמי החלקה כמו הגדלה הדרגתית עלולה לגרום לעליות חדות.

שימוש מוגבר באסימוני מכסה בתחילת חלונות המכסה: אם תנצלו את כל אסימוני המכסה בתחילת חלונות המכסה במקום לפזר את הבקשות באופן שווה לאורך חלונות המכסה, תיווצר תנודה של הפעלה והשבתה שקשה ויקר לבצע איזון עומסים שלה.

אירועים מיוחדים: עליות חדות בתנועה במהלך חגים (ערב השנה החדשה) או אירועי ספורט (מונדיאל פיפ"א).

איך אפשר לפתור בעיות של עליות חדות בתנועה על ידי "השטחת העקומה"

בקטע הזה מתוארות אסטרטגיות להפחתת העלייה החדה בתנועה, כשזה אפשרי.

שימוש במשתנה FCM רק בתרחישים מתאימים

יש כמה תרחישי שימוש שבהם אין צורך או שאין זה מתאים להשתמש ב-FCM כדי להעביר הודעה.

לדוגמה, לגבי התראות על אירועים ביומן, אפשר לתזמן משימה מקומית באפליקציה להצגת התראה בזמנים המתאימים במקום לשלוח אותה משרת האפליקציה. הגבלת הודעות FCM לסנכרון יומן.

הימנעות מעליות חדות

דוגמה לאנטי-תבנית שקשורה להרחבת היקף השימוש היא שליחת התראות FCM במהירות המקסימלית שהמערכות מאפשרות, במקום להגביל את קצב הבקשות בצד השרת. כמה נקודות שכדאי לזכור:

• האם כל הלקוחות שלך צריכים לקבל את אותה הודעה בתוך חלון זמן של דקה אחת? לדוגמה, האם חלון זמן של 5 דקות למשלוח עדיין יתאים לצרכים העסקיים שלך?
• האם אפשר לפלח את הלקוחות לפי סדר עדיפויות כדי להחליק את העליות החדות?
• האם אפשר לתזמן מראש את ההתראות?

בכל מקום שאפשר: כדאי להימנע משיטות שגורמות לניצול מיידי של מכסת השליחה של FCM, ואז לחזרה על התבנית ברגע שהמכסה מתמלאת מחדש. דפוס הגישה הזה יוצר בעיות איזון עומסים ב-FCM ובמערכות התלויות בו. הגדילו את נפח התנועה בצורה הדרגתית ככל האפשר. לפחות, צריך להגדיל את מספר הבקשות לשנייה מ-0 למספר המקסימלי בחלון זמן של 60 שניות. כדאי להשתמש בחלונות ארוכים יותר כדי להשיג ערך גבוה יותר של בקשות לשנייה.

הימנעות מפקקים בשעות עגולות

אם אפשר: מומלץ להימנע משליחת הודעות בטווח של 2 דקות מהשעות :00, ‏:15, ‏:30 ו-:45.

הטמעה של ויסות נתונים בצד השרת

הטמעת הגבלת קצב העברת נתונים בצד השרת כדי לעקוב אחרי תנועת הנתונים אל FCM ולנהל אותה.

טיפול בניסיונות חוזרים

למרות ש-FCM שואף להיות זמין מאוד, לפעמים חלק מהבקשות יפוגו או ייכשלו. הסיבות לכך משתנות, אבל השיטות המומלצות הבאות מאפשרות לבצע אופטימיזציה של התנהגות הניסיון החוזר כדי להעביר הודעות בהקדם האפשרי, תוך צמצום ההשפעה על עומסי התנועה.

חסימות זמניות

מגדירים לפחות 10 שניות של פסק זמן בבקשות השליחה לפני שמנסים שוב. רוב הקריאות הפנימיות של FCM לפרוצדורות מרוחקות (RPC) משתמשות בערך הזמן הקצוב לתפוגה של 10 שניות.

שגיאות

• בשגיאות 400, 401, 403 ו-404: מבטלים את הפעולה ולא מנסים שוב.
• לשגיאות 429: צריך לנסות שוב אחרי שמחכים את משך הזמן שמוגדר בכותרת retry-after. אם לא מוגדר כותרת retry-after, ברירת המחדל היא 60 שניות.
• שגיאות 500: צריך לנסות שוב עם השהיה מעריכית לפני ניסיון חוזר (exponential backoff).

השהיה מעריכית לפני ניסיון חוזר (exponential backoff)

כדי להימנע מהגברה של ניסיונות חוזרים, צריך להטמיע השהיה מעריכית לפני ניסיון חוזר (exponential backoff) עם רעידות (jittering) כדי לנסות שוב בקשות. לדוגמה, ב-Firebase Admin SDK מיושם מנגנון של נסיגה אקספוננציאלית.

הנה עוד כמה הגדרות מומלצות:

• מרווח זמן מינימלי: אל תנסו מיד לשלוח מחדש בקשה שנכשלה באמצעות FCM. ממתינים לפחות 10 שניות לפני שמנסים שוב לשלוח בקשה שנכשלה.
• מרווח מקסימלי: הגדרת מרווח מקסימלי להפסקת בקשות שכבר לא רלוונטיות, במקום לנסות שוב ללא הגבלה.

אם בקשה נשלחת שוב ושוב עם השהיה מעריכית לפני ניסיון חוזר, והיא עדיין נכשלת 60 דקות לאחר מכן, יכול להיות שהיא סווגה באופן שגוי כשגיאה שאפשר לנסות לשלוח שוב, או ש-FCM חווה הפסקה בשירות שבה ניסיונות חוזרים עלולים להחמיר את המצב שלא במכוון.

יצירת תוכניות להשקה ולביטול השינויים, וביצוע שינויים הדרגתיים

כשמבצעים שינויים בתנועת הגולשים בהיקף גדול, כמו הגדלת תנועת הגולשים אל FCM או העברת תנועת הגולשים בין אזורים או רשתות, חשוב לתכנן תוכנית השקה או חזרה לגרסה קודמת וליישם שינויים הדרגתיים כדי להגן על המשתמשים, על השירות ועל FCM.

• תוכנית השקה עוזרת לבעלי העניין להבין מה מצופה מהם. במצבים מסוימים (שמפורטים בהמשך), כדאי לשתף את תוכנית ההשקה עם צוות FCM מראש כדי למנוע הפתעות.
• תוכנית חזרה למצב הקודם מאפשרת לכם להתכונן למקרי חירום וליצור מנגנונים לשחזור מהיר ובטוח של נתונים במקרה של כשלים בלתי צפויים.
• לביצוע שינויים הדרגתיים יש שני היבטים:
  • הגברת החשיפה בהדרגה: השלבים צריכים להיות 1% -> 5% -> 10% -> 25% -> 50% -> 75% -> 100% או יותר. ‫Soak (בדיקת התנהגות המערכת בעומס) כל שלב למשך יום עד שבוע. כך תוכלו לזהות בעיות פוטנציאליות לפני השלב הבא.
  • הגדלה הדרגתית של נפח התנועה: כשמבצעים כל 'שלב' בהגדלת נפח התנועה, צריך להחליק את התנועה על פני שעה לפחות. התכונה הזו מאפשרת לתשתית של FCM לאזן את העומס ולשנות את קנה המידה של תנועת הגולשים החדשה בצורה מתאימה, תוך מזעור הסיכון לנקודות חמות ולעומס.

הנה תרחיש היפותטי להעברה של 500,000 בקשות לשנייה (RPS) ברחבי העולם מ-FCM Legacy HTTP API ל-FCM HTTP v1 API:

שבוע	שלב	אסטרטגיה של הגדלה הדרגתית של נפח התנועה
0	הגדלת נפח החשיפה ב-1%	הגברת השימוש בהדרגה מ-0 ל-5,000 בקשות לשנייה ל-FCM HTTP v1 במהלך שעה.
1	הגדלת נפח החשיפה ב-5%	הגדלת נפח התנועה בצורה הדרגתית מ-5,000 ל-25,000 בקשות לשנייה (RPS) במשך שעתיים.
2	הגדלת נפח ב-10%	הגדלה הדרגתית מ-25,000 ל-50,000 בקשות לשנייה במשך שעתיים
3	הגדלת נפח ב-25%	הגדלת נפח התנועה מ-50,000 ל-125,000 בקשות לשנייה (RPS) במשך 3 שעות
4	הגדלת נפח החשיפה ב-50%	הגדלת נפח התנועה מ-125,000 ל-250,000 בקשות לשנייה (RPS) במהלך 6 שעות
5	הגדלת נפח החשיפה ב-75%	הגדלת נפח התנועה מ-250,000 ל-375,000 בקשות לשנייה (RPS) במהלך 6 שעות
6	הגדלת נפח ב-100%	הגדלת נפח התנועה מ-375,000 ל-500,000 בקשות לשנייה (RPS) במהלך 6 שעות

תוכנית היפותטית לביטול השינוי:

• אם זמן האחזור של אחוזון 95 עולה על 500 אלפיות השנייה או אם יחס השגיאות עולה על 1% למשך יותר משעה בכל שלב, צריך להשתמש בהגדרה דינמית כדי לחזור לשלב הקודם באופן מיידי.
• ממשיכים להחזיר את השינויים לשלבים קודמים עד שזמן האחזור ויחס השגיאות חוזרים לרמות הרגילות.

מתי כדאי לפנות ל-FCM

אם אחד מהמקרים הבאים רלוונטי, אפשר לפנות ל-FCM דרך התמיכה של Firebase:

• המכסות שמוגדרות כברירת מחדל כבר לא מתאימות לתרחיש השימוש שלכם
• אתם משנים את דפוסי השליחה שלכם בחלון של 3 חודשים בקנה מידה של 100,000 בקשות לשנייה ברחבי העולם או 30,000 בקשות לשנייה ביבשת.