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  • SpringCloud学习总结(十)——服务熔断Hystrix入门

    案例准备

    用例spring_cloud_hystrix 项目地址:传送门

     

    一、服务熔断Hystrix入门

    1、服务容错的核心知识

    (1)雪崩效应

    在微服务架构中,一个请求需要调用多个服务是非常常见的。如客户端访问A服务,而A服务需要调用B、服务,B服务需要调用C服务,由于网络原因或者自身的原因,如果B服务或者C服务不能及时响应,A服务将处于阻塞状态,直到B服务C服务响应。此时若有大量的请求涌入,容器的线程资源会被消耗完毕,导致服务瘫痪。服务与服务之间的依赖性,故障会传播,造成连锁反应,会对整个微服务系统造成灾难性的严重后果,这就是服务故障的“雪崩”效应。

     

    雪崩是系统中的蝴蝶效应导致其发生的原因多种多样,有不合理的容量设计,或者是高并发下某一个方法响应变慢,亦或是某台机器的资源耗尽。从源头上我们无法完全杜绝雪崩源头的发生,但是雪崩的根本原因来源于服务之间的强依赖,所以我们可以提前评估,做好熔断,隔离,限流

     

    (2)服务隔离

    顾名思义,它是指将系统按照一定的原则划分为若干个服务模块,各个模块之间相对独立,无强依赖。当有故障发生时,能将问题和影响隔离在某个模块内部,而不扩散风险,不波及其它模块,不影响整体的系统服务。有线程池隔离以及信号量隔离。

     

    (3)熔断降级

    熔断这一概念来源于电子工程中的断路器(Circuit Breaker)。在互联网系统中,当下游服务因访问压力过大而响应变慢或失败,上游服务为了保护系统整体的可用性,可以暂时切断对下游服务的调用。这种牺牲局部,保全整体的措施就叫做熔断。

    所谓降级,就是当某个服务熔断之后,服务器将不再被调用,此时客户端可以自己准备一个本地的fallback回调,返回一个缺省值。 也可以理解为兜底

     

    (4)服务限流

    限流可以认为服务降级的一种,限流就是限制系统的输入和输出流量已达到保护系统的目的。一般来说系统的吞吐量是可以被测算的,为了保证系统的稳固运行,一旦达到的需要限制的阈值,就需要限制流量并采取少量措施以完成限制流量的目的。比方:推迟解决,拒绝解决,或者者部分拒绝解决等等。

     

    2、Hystrix介绍

     

    Hystrix 是由Netflix开源的一个延迟和容错库,用于隔离访问远程系统、服务或者第三方库,防止级联失败,从而提升系统的可用性与容错性。

    Hystrix原理机制

    Hystrix主要通过以下几点实现延迟和容错。(重点)

    • 包裹请求:使用 HystrixCommand包裹对依赖的调用逻辑,每个命令在独立线程中执行。这使用了设计模式中的“命令模式”。

    • 跳闸机制:当某服务的错误率超过一定的阈值时, Hystrix可以自动或手动跳闸,停止请求该服务一段时间。

    • 资源隔离: Hystrix为每个依赖都维护了一个小型的线程池(或者信号量)。如果该线程池已满,发往该依赖的请求就被立即拒绝,而不是排队等待,从而加速失败判定。

    • 监控: Hystrix可以近乎实时地监控运行指标和配置的变化,例如成功、失败、超时、以及被拒绝的请求等。

    • 回退机制:当请求失败、超时、被拒绝,或当断路器打开时,执行回退逻辑。回退逻辑由开发人员自行提供,例如返回一个缺省值。

    • 自我修复:断路器打开一段时间后,会自动进入 “半开”状态。

     

    3、Rest实现服务熔断

    (1)准备用例项目

     

    (2)配置依赖

    在 order_service_ribbon 工程中添加Hystrix的相关依赖

        <!--引入hystrix依赖-->
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
            </dependency>

     

    (3)启动类中激活Hystrix

    在启动类 OrderApplication 中添加 @EnableCircuitBreaker 注解开启对熔断器的支持。

    @EntityScan("cn.hzp.order.domain")
    //激活hystrix
    @EnableCircuitBreaker
    @SpringBootApplication
    public class OrderApplication {
        /**
         * 使用spring提供的RestTemplate发送http请求到商品服务
         *      1.创建RestTemplate对象交给容器管理
         *      2.在使用的时候,调用其方法完成操作 (getXX,postxxx)
         * * @LoadBalanced : 是ribbon提供的负载均衡的注解
         */
        @LoadBalanced
        @Bean
        public RestTemplate restTemplate() {
            return new RestTemplate();
        }
    ​
        public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run(OrderApplication.class,args);
        }
    }

    可以看到,我们类上的注解越来越多,在微服务中,经常会引入上面的两个注解,于是 Spring就提供了 一个组合注解:@SpringCloudApplication 代替@EnableCircuitBreaker、@SpringBootApplication。

     

    (4)配置熔断降级业务逻辑

    在web类 OrderController中添加:降级方法、配置熔断保护注解

    @RestController
    @RequestMapping("/order")
    public class OrderController {
        @Autowired
        private RestTemplate restTemplate;
    ​
        /**
         * 使用注解配置熔断保护
         *     fallbackmethod : 配置熔断之后的降级方法
         */
        @HystrixCommand(fallbackMethod = "orderFallBack")
        @RequestMapping(value = "/buy/{id}",method = RequestMethod.GET)
        public Product findById(@PathVariable Long id) {
    ​
            if(id != 1) {
                throw  new  RuntimeException("服务器异常");
            }
            /**
             * 基于ribbon的形式调用远程微服务
             *  1.使用@LoadBalanced声明RestTemplate
             *  2.使用服务名称service-product替换ip地址
             */
          
            //商品服务代码请求会睡眠2s后返回商品信息
            Product product = restTemplate.getForObject("http://service-product/product/"+id,Product.class);
            return product;
        }
    ​
        /**
         * 降级方法
         *  和需要收到保护的方法的返回值一致
         *  方法参数一致
         */
        public Product orderFallBack(Long id) {
            Product product = new Product();
            product.setProductName("触发降级方法");
            return product;
        }
    ​
    }        

     

    有代码可知,为 findById方法编写一个回退方法orderFallBack,该方法与 findById方法具有相同的参数与返回值类型,该方法返回一个默认的错误信息。 findById方法上,使用注解@HystrixCommand的fallbackMethod属性,指定熔断触发的降级方法 orderFallBack

    • 因为熔断的降级逻辑方法必须跟正常逻辑方法保证: 相同的参数列表和返回值声明

    • findById方法上 HystrixCommand(fallbackMethod = "orderFallBack") 用来声明一个降级逻辑的方法

    (5)启用测试

    启动商品服务以及订单服务( order_service_ribbon) 微服务正常时,浏览器访问 : http://localhost:9004/order/buy/1

     

     

    此时 Hystrix配置已经生效进入熔断降级方法。为什么进入熔断了?

    在之前的案例中,商品服务代码请求会睡眠2s后返回商品信息,而Hystix的默认超时时长为1,我们可以通过配置修改这个默认超时时长的值:

    hystrix:
      command:
        default:
          execution:
            isolation:
              thread:
                timeoutInMilliseconds: 3000 #默认的连接超时时间1秒,若1秒没有返回数据,自动的触发降级逻辑

     

    再次请求订单服务地址: http://localhost:9004/order/buy/1 ,显示正确的商品信息如下:

    (6)默认的Fallback

    我们刚才把fallback写在了某个业务方法上,如果这样的方法很多,那岂不是要写很多。所以我们可以把Fallback配置加在类上,实现默认fallback:

    @RestController
    @RequestMapping("/order")
    /**
     * @DefaultProperties : 指定此接口中公共的熔断设置
     *      如果过在@DefaultProperties指定了公共的降级方法
     *      在@HystrixCommand不需要单独指定了
     */
    @DefaultProperties(defaultFallback = "defaultFallBack")
    public class OrderController {
        @Autowired
        private RestTemplate restTemplate;
    ​
        /**
         * 使用注解配置熔断保护
         *     fallbackmethod : 配置熔断之后的降级方法
         */
       // @HystrixCommand(fallbackMethod = "orderFallBack")
        @HystrixCommand
        @RequestMapping(value = "/buy/{id}",method = RequestMethod.GET)
        public Product findById(@PathVariable Long id) {
    ​
            if(id != 1) {
                throw  new  RuntimeException("服务器异常");
            }
            /**
             * 基于ribbon的形式调用远程微服务
             *  1.使用@LoadBalanced声明RestTemplate
             *  2.使用服务名称service-product替换ip地址
             */
            Product product = restTemplate.getForObject("http://service-product/product/"+id,Product.class);
            return product;
        }
    ​
        /**
         * 指定统一的降级方法
         *  * 参数 : 没有参数
         */
        public Product defaultFallBack() {
            Product product = new Product();
            product.setProductName("触发统一的降级方法");
            return product;
        }
    ​
        /**
         * 降级方法
         *  和需要收到保护的方法的返回值一致
         *  方法参数一致
         */
        public Product orderFallBack(Long id) {
            Product product = new Product();
            product.setProductName("触发降级方法");
            return product;
        }
    ​
    }

     

     

    关闭商品服务,模拟订单服务访问商品服务时超时从而触发熔断降级操作。

    4、Feign 实现服务熔断

    SpringCloud Fegin默认已为Feign整合了hystrix,所以添加Feign依赖后就不用在添加hystrix,那么怎么才能让Feign的熔断机制生效呢,只要按以下步骤开发:

    (1)准备用例项目

    我们使用项目中 order_service_feign模块来讲解

     

    (2)修改application.yml在Fegin中开启hystrix

    在Feign中已经内置了hystrix,但是默认是关闭的需要在工程的 application.yml 中开启对hystrix的支持

    feign:
      #开启对hystrix的支持
      hystrix:
        enabled: true

     

    (3)添加FeignClient接口的实现类

    基于Feign实现熔断降级,那么降级方法需要配置到FeignClient接口的实现类中

    /**
     * 实现FeignClient的接口,作为降级方法使用
     */
    @Component
    public class ProductFeignClientCallBack implements ProductFeignClient {
    ​
        /**
         * 熔断降级的方法
         */
        public Product findById(Long id) {
            Product product = new Product();
            product.setProductName("feign调用触发熔断降级方法");
            return product;
        }
    }

    (4)修改FeignClient添加hystrix熔断

    在FeignClient接口类中的@FeignClient注解上指定降级方法的类Class对象,@FeignClient 注解中以fallback声明降级方法。

    @FeignClient 注解中以fallback声明降级方法

    /**
     * 声明需要调用的微服务名称
     *  @FeignClient
     *      * name : 服务提供者的名称
     */
    @FeignClient(name="service-product",fallback = ProductFeignClientCallBack.class)
    public interface ProductFeignClient {
    ​
        /**
         * 配置需要调用的微服务接口
         */
        @RequestMapping(value="/product/{id}",method = RequestMethod.GET)
        Product findById(@PathVariable("id") Long id);
    }

    (5)启用测试

    关闭商品服务,启动order_service_feign的服务进行熔断降级的测试,如下:


    感谢itheima提供的材料

     

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