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  • 简易RPC框架-熔断降级机制

    熔断与降级

    为什么在RPC环节中有熔断以及降级的需求,详细的原因这里不多解释,从网上搜索一张图做示意。

    熔断

    我理解熔段主要解决如下几个问题:

    • 当所依赖的对象不稳定时,能够起到快速失败的目的
    • 快速失败后,能够根据一定的算法动态试探所依赖对象是否恢复

    比如产品详细页获取产品的好评总数时,由于后端服务异常导致客户端每次都需要等到超时。如果短时间内服务不能恢复,那么这段时间内的所有请求时间都将是最大的超时时间,这类消费时间又得不到正确结果的现象是不能容忍的。所以遇到这类情况,就需要根据一定的算法判定服务短时间不可用,将后面的请求进行快速失败处理,这样可以节省服务等待时间。

    同时,后端服务是有可能自主或者人为在一定时间内恢复的,所以之前被判定为快速失败的服务,需要有能力去试探服务是否已经恢复。

    上面提到的快速失败以及自主恢复现象就是熔断

    降级

    降级是指自己的待遇下降了,从RPC调用环节来讲,就是去访问一个本地的伪装者而不是真实的服务,但这对调用端来说是没有区别的。拿电商展示某个产品的详细页来说:

    • 当加载评论时,由于评论服务不可用,此时可以返回一些默认的评论
    • 当加载产品库存,由于库存服务不可用,此时可以固定显示一个库存数

    上面提供返回默认评论,固定库存的服务就是伪装服务,这类服务一般不依赖其它服务,稳定性最高。由伪装者提供服务给客户端的现象就是服务降级。

    RPC如何支持熔断与降级

    一种最简单的办法就是借用hystrix来实现。

    引入包依赖

    由于示例未采用注解式方案,所以只需要引用下面两个包即可。

    
    <dependency>
        <groupId>com.netflix.hystrix</groupId>
        <artifactId>hystrix-core</artifactId>
        <version>${hystrix-version}</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.netflix.hystrix</groupId>
        <artifactId>hystrix-metrics-event-stream</artifactId>
        <version>${hystrix-version}</version>
    </dependency>
    

    实现命令模式

    hystrix遵循命令模式,这里可以往这个标准的UML图上去套。

    创建一个新的类,RpcHystrixCommand,继承自HystrixCommand即可。

    我这里采用线程隔离方式。

    构造函数参数

    由于需要远程调用,所以构造函数需要接收远程调用所需求必要参数

    
    /**
     * 远程目标方法
     */
    private Method method;
    
    /**
     * 远程目标接口
     */
    private Object obj;
    
    /**
     * 远程方法所需要的参数
     */
    private Object[] params;
    
    /**
     * 远程接口客户端引用注解
     */
    private RpcReference rpcReference;
    
    /**
     * RPC客户端配置
     */
    private ReferenceConfig referenceConfig;
    

    构造函数方法签名:

    public RpcHystrixCommand(Object obj, Method method, Object[] params, RpcReference rpcReference, ReferenceConfig referenceConfig)
    

    初始化hystrix

    这里只是一个示例,所以参数设置比较随意,详细的可参考文档。

    
    super(Setter.withGroupKey(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("CircuitBreakerRpcHystrixCommandGroup"))
                            .andCommandKey(HystrixCommandKey.Factory.asKey("CircuitBreakerRpcHystrixCommandKey"))
                            .andCommandPropertiesDefaults(
                                    HystrixCommandProperties.Setter()
                                            .withCircuitBreakerEnabled(true)
                                            .withCircuitBreakerRequestVolumeThreshold(1)
                                            .withCircuitBreakerErrorThresholdPercentage(50)
                                            .withCircuitBreakerSleepWindowInMilliseconds(5*1000)
                                            .withMetricsRollingStatisticalWindowInMilliseconds(10*1000)
                            )
                           .andThreadPoolKey(HystrixThreadPoolKey.Factory.asKey("CircuitBreakerRpcHystrixCommandPool"))
                           .andThreadPoolPropertiesDefaults(
                                    HystrixThreadPoolProperties.Setter().withCoreSize(100)
                    )
            );
    

    run()函数

    run()函数就是正常调用时所需要执行的方法,将调用远程通信的逻辑迁移到此,由于此处不涉及今天讲的熔断降级,所以不用关心里面的代码。

    @Override
    protected Object run() {
      // 执行远程调用
    }

    扩展rpcReference注解以支持降级

    在之前的注解中增加一个属性,用来配置服务伪装者所属的类对象

    public @interface RpcReference {
        /**
         * 服务降级的伪装者类对象
         * @return
         */
        Class<?> fallbackServiceClazz() default Object.class;
    }
    

    getFallback()函数

    当快速失败时,我们希望返回一些预先准备好的值给到客户端,实现这个需求就需要实现这个fallback函数。

    伪装者的逻辑由于是客户端控制,所以我们通过参数来动态支持。 通过rpcReference注解可以获取配置的伪装者

    protected Object getFallback() {
    
            Method[] methods = this.rpcReference.fallbackServiceClazz().getMethods();
            for (Method methodFallback : methods) {
                if(this.method.getName().equals(methodFallback.getName())){
                    try {
                        Object fallbackServiceMock= ApplicationContextUtils.getApplicationContext().getBean(this.rpcReference.fallbackServiceClazz());
                        return  methodFallback.invoke(fallbackServiceMock,this.params);
                    } catch (IllegalAccessException e) {
                        logger.error("RpcHystrixCommand.getFallback error",e);
                    } catch (InvocationTargetException e) {
                        logger.error("RpcHystrixCommand.getFallback error",e);
                    }
                }
            }
            throw new RpcException("service fallback unimplement");
        }

    RpcProxy嵌入熔断降级机制

    代理的invoke方法,将改调用命令模式的execute方法来代替。

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    
        RpcHystrixCommand rpcHystrixCommand=new RpcHystrixCommand(proxy,method,args,this.reference,this.referenceConfig);
        return rpcHystrixCommand.execute();
    }
    

    客户端使用

    dubbo有一个mock机制,功能有些弱,有兴趣可以自行研究。我这里更加倾向于根据逻辑来判断是否使用熔断降级,降级的逻辑需要有更多的支持。

    Spring Cloud的熔断降级的做法与我的类似,它是通过注解在接口上

    
    @FeignClient(value = "JIM-CLOUD-PROVIDER-SERVER",fallback = ProductServiceHystrix.class)
    public interface ProductService {
        @RequestMapping(value = "/product/{productId}",method = RequestMethod.GET)
        String getById(@PathVariable("productId") final long productId);
    
    }
    

    创建伪装者接口

    定义伪装者接口,约定成员方法的签名与真身相同。

    public interface ProductCommentMockService {
        Product getById(Long productId);
    }
    

    实现伪装者接口

    实现伪装者接口,这里不光是简单的固定数据,可心任意编写伪装者业务逻辑,与普通的service bean 没有区别。

    @Service
    public class ProductCommentMockServiceImpl implements ProductCommentMockService {
        @Override
        public Product getById(Long productId) {
    
            Product mockProduct=new Product();
            mockProduct.setId(0L);
            mockProduct.setName("mock product name");
    
            return mockProduct;
        }
    }
    

    服务引用使用熔断降级机制

    在引用远程服务接口的注解上,配置伪装者接口的类即可。

    @RpcReference(
            maxExecutesCount = 1,
            fallbackServiceClazz = ProductCommentMockService.class
    )
    private ProductService productService;
    

    测试

    故意不启动服务端,请求接口,此时出现mock数据说明组件功能正常。

    {"id":0,"name":"mock product name"}
    

    待解决问题

    由于熔断器采用的是新线程执行,所以会影响Rpc上下文传递的参数传递,后续我再解决。

    本文源码

    https://github.com/jiangmin168168/jim-framework

    文中代码是依赖上述项目的,如果有不明白的可下载源码

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/ASPNET2008/p/7954782.html
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