Spring Cloud 核心组件——熔断降级

今天先来说说“服务熔断”和“服务降级”。

服务熔断：在股票市场，熔断这个词大家都不陌生，是指当股指波幅达到某个点后，交易所为控制风险采取的暂停交易措施。相应的，服务熔断一般是指软件系统中，由于某些原因使得服务出现了过载现象，为防止造成整个系统故障，从而采用的一种保护措施，所以很多地方把熔断亦称为过载保护。

服务降级：大家都见过女生旅行吧，大号的旅行箱是必备物，平常走走近处绰绰有余，但一旦出个远门，再大的箱子都白搭了，怎么办呢？常见的情景就是把物品拿出来分分堆，比了又比，最后一些非必需品的就忍痛放下了，等到下次箱子够用了，再带上用一用。而服务降级，就是这么回事，整体资源快不够了，忍痛将某些服务先关掉，待渡过难关，再开启回来。

所以从上述分析来看，两者其实从有些角度看是有一定的类似性的：

1）目的很一致，都是从可用性可靠性着想，为防止系统的整体缓慢甚至崩溃，采用的技术手段；

2）最终表现类似，对于两者来说，最终让用户体验到的是某些功能暂时不可达或不可用；

3）粒度一般都是服务级别，当然，业界也有不少更细粒度的做法，比如做到数据持久层（允许查询，不允许增删改）；

4）自治性要求很高，熔断模式一般都是服务基于策略的自动触发，降级虽说可人工干预，但在微服务架构下，完全靠人显然不可能，开关预置、配置中心都是必要手段；

而两者的区别也是明显的：

1）触发原因不太一样，服务熔断一般是某个服务（下游服务）故障引起，而服务降级一般是从整体负荷考虑；

2）管理目标的层次不太一样，熔断其实是一个框架级的处理，每个微服务都需要（无层级之分），而降级一般需要对业务有层级之分（比如降级一般是从最外围服务开始）

3）实现方式不太一样

参考文章：https://blog.csdn.net/guwei9111986/article/details/51649240

下面介绍 Hystrix：

在分布式环境中，许多服务依赖项中的一些必然会失败。Hystrix 是一个库，通过添加延迟容忍和容错逻辑，帮助你控制这些分布式服务之间的交互。Hystrix 通过隔离服务之间的访问点、停止级联失败和提供回退选项来实现这一点，所有这些都可以提高系统的整体弹性。

Hystrix 提供了熔断、隔离、Fallback、Cache、监控等功能。出现错误之后可以 fallback 错误的处理信息，返回一些兜底数据等等。

https://www.cnblogs.com/cjsblog/p/9391819.html

本文的示例承接上一篇文章：https://www.cnblogs.com/jwen1994/p/11408511.html

1. Feign 结合 Hystrix 断路器开发

第一步：加入依赖

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

注意新旧版本问题，所以要以官网为主，不然部分注解会丢失

第二步：启动类里面增加注解 @EnableCircuitBreaker

@SpringBootApplication
@EnableFeignClients
@EnableCircuitBreaker
public class OrderServiceApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderServiceApplication.class, args);
    }

    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

我们也可以使用 SpringCloudApplication 注解，它包含了很多 Spring Cloud 相关的注解

第三步：最外层 api 使用

api 方法上增加 @HystrixCommand(fallbackMethod = "saveOrderFail")。好比异常处理（网络异常，参数或者内部调用问题）

@RestController
@RequestMapping("api/v1/order")
public class OrderController {

    @Autowired
    private ProductOrderService productOrderService;

    @RequestMapping("save")
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "saveOrderFail")
    public Object save(@RequestParam("user_id")int userId, @RequestParam("product_id") int productId){

        Map<String, Object> data = new HashMap<>();
        data.put("code", 0);
        data.put("data", productOrderService.save(userId, productId));
        return  data;
    }

    //注意，方法签名一定要要和api方法一致
    private Object saveOrderFail(int userId, int productId){
        Map<String, Object> msg = new HashMap<>();
        msg.put("code", -1);
        msg.put("msg", "抢购人数太多，您被挤出来了，稍等重试");
        return msg;
    }
}

注意：编写 fallback 方法实现，方法签名一定要和 api 方法签名一致

第四步：进行测试，我们使用一个会出错的请求，它会返回 saveOrderFail 的返回值

2. 我们调用服务时，如果服务出错，我们希望可以进行一些处理

 第一步：开启 Feign 支持 Hystrix (注意，一定要开启，旧版本默认支持，新版本默认关闭)

feign:
  hystrix:
    enabled: true

第二步：FeignClient(name="xxx", fallback=xxx.class )，class 需要继承当前 FeignClient 的类

@FeignClient(name = "product-service", fallback = ProductClientFallback.class)
public interface ProductClient {
    @GetMapping("/api/v1/product/find")
    String findById(@RequestParam(value = "id") int id);
}

ProductClientFallback 类

@Component
public class ProductClientFallback implements ProductClient {
    @Override
    public String findById(int id) {
        System.out.println("feign 调用product-service findbyid 异常");
        return null;
    }
}

3. 进一步完善异常报警通知

我们可以试着加入 Redis 来实现一个异常报警

第一步：加入 Redis 依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

第二步：配置 Redis 链接信息

spring:
  redis:
    database: 0
    host: 127.0.0.1
    port: 6379
    timeout: 2000

第三步：修改代码

@RestController
@RequestMapping("api/v1/order")
public class OrderController {
    @Autowired
    private ProductOrderService productOrderService;

    @Autowired
    private StringRedisTemplate redisTemplate;

    @RequestMapping("save")
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "saveOrderFail")
    public Object save(@RequestParam("user_id")int userId, @RequestParam("product_id") int productId, HttpServletRequest request){

        Map<String, Object> data = new HashMap<>();
        data.put("code", 0);
        data.put("data", productOrderService.save(userId, productId));
        return  data;
    }

    //注意，方法签名一定要要和api方法一致
    private Object saveOrderFail(int userId, int productId, HttpServletRequest request){
        //监控报警
        String saveOrderKye = "save-order";

        String sendValue = redisTemplate.opsForValue().get(saveOrderKye);
        final String ip = request.getRemoteAddr();
        new Thread( ()->{
            if (StringUtils.isBlank(sendValue)) {
                System.out.println("紧急短信，用户下单失败，请离开查找原因,ip地址是="+ip);
                //发送一个http请求，调用短信服务 TODO
                redisTemplate.opsForValue().set(saveOrderKye, "save-order-fail", 20, TimeUnit.SECONDS);

            }else{
                System.out.println("已经发送过短信，20秒内不重复发送");
            }

        }).start();

        Map<String, Object> msg = new HashMap<>();
        msg.put("code", -1);
        msg.put("msg", "抢购人数太多，您被挤出来了，稍等重试");
        return msg;
    }
}

4. Hystrix 降级策略和调整

1）查看默认讲解策略 HystrixCommandProperties

这个文件里可以看到所有默认的策略

2）execution.isolation.strategy 隔离策略

Hystrix 有两种隔离策略：THREAD 线程池隔离 （默认）、SEMAPHORE 信号量。信号量适用于接口并发量高的情况，如每秒数千次调用的情况，导致的线程开销过高，通常只适用于非网络调用，执行速度快

3）execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds 超时时间

Hystrix 默认超时时间为1000毫秒

4）execution.timeout.enabled 是否开启超时限制 （一定不要禁用）

Hystrix 默认是开启超时限制的

5）execution.isolation.semaphore.maxConcurrentRequests 隔离策略为信号量的时候，如果达到最大并发数时，后续请求会被拒绝，默认是10

#把hystrix超时时间禁用
#hystrix:
#  command:
#    default:
#      execution:
#        timeout:
#          enabled: false

#execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds=4000

#设置超时时间
hystrix:
  command:
    default:
      execution:
        isolation:
          thread:
            timeoutInMilliseconds: 4000

官方文档：https://github.com/Netflix/Hystrix/wiki/Configuration#execution.isolation.strategy

5. 断路器 Dashboard 监控仪表盘

生产环境几乎不用，只要做好异常告警就可以

第一步：加入依赖

<dependency>
　　<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
　　<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix-dashboard</artifactId>
</dependency>

<dependency>
　　<groupId>org.springframework.boot</groupId>
　　<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>

第二步：启动类增加注解 @EnableHystrixDashboard

第三步：配置文件增加 endpoint

#暴露全部的监控信息
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: "*"

第四步：访问入口

1）访问：http://localhost:8781/hystrix

2）Hystrix Dashboard 输入： http://localhost:8781/actuator/hystrix.stream

参考资料：https://docs.spring.io/spring-boot/docs/current-SNAPSHOT/reference/htmlsingle/#boot-features-security-actuator

补充： 如果从 Maven 中心仓库下载太慢，可是修改 Maven 仓库地址，使用其他 Maven 仓库。为了使用阿里云的仓库，我们在 pom.xml 中修改

<repositories>
　　<repository>
　　　　<id>nexus-aliyun</id>
　　　　<name>Nexus aliyun</name>
　　　　<layout>default</layout>
　　　　<url>http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public</url>
　　　　<snapshots>
　　　　　　<enabled>false</enabled>
　　　　</snapshots>
　　　　<releases>
　　　　　　<enabled>true</enabled>
　　　　</releases>
　　</repository>
</repositories>