基于.NET的弹性及瞬间错误处理库Polly

本文基本是官方说明的翻译和总结（https://github.com/App-vNext/Polly）

什么是Polly?

Polly是一款基于.NET的弹性及瞬间错误处理库, 它允许开发人员以顺畅及线程安全的方式执行重试(Retry)，断路器(Circuit)，超时(Timeout)，隔板隔离(Bulkhead Isolation)及后背策略(Fallback)。

Polly适用于.NET 4.0, .NET 4.5及.NET Standard 1.1(覆盖.NET Core, Mono, Xamarin.IOS, Xamarin.Android, UWP, WP 8.1+)。

安装Polly

.NET 4.0版本

Install-Package Polly.Net40Async

.NET 4.5及以上版本， .Net Standard 1.1

Install-Package Polly

弹性策略

Polly提供多种弹性策略。

重试策略

前提

程序会产生许多瞬时故障，但是在一定时间延迟之后，程序会自动纠正故障。

实现效果

允许配置自动重试。

断路器策略

前提

当系统发生严重故障时，快速响应请求失败比让用户等待要好。
避免故障系统过载有助于恢复系统。

实现效果

当系统错误超过预配置的数量，系统将断路一段时间。

超时策略

前提

超出一定时间的等待，想要得到正确的结果是不太可能的。

实现效果

保证调用者不需要等待超时。

隔板隔离

前提

当进程出现故障，多个失败的请求很容易占满服务器资源（线程/CPU）。
一个处于故障状态的下游系统，也会导致其上游系统故障。

实现效果

将严格管控故障进程，使其使用固定大小的资源池，隔离他们对其他进程的潜在影响

缓存策略

前提

一定比例的请求可能是相似的。

实现效果

从缓存中提供已知的响应。
当第一次读取的时候，将响应自动缓存起来。

后备策略

前提

当故障依然存在的时候，你打算做什么。

实现效果

当程序依然发生故障时，执行指定操作。

包装策略

前提

不同的故障需要不同的策略。包装策略即组合策略。

实现效果

允许灵活的将以上任意几种策略组合在一起。

如何使用Polly进行故障/异常处理？

Polly处理故障/异常有以下几个步骤。

1. 指定处理的异常/故障类型
2. [可选] 指定处理的异常返回值
3. 指定处理策略
4. 执行策略

指定处理异常/故障的类型

Polly使用Policy类的泛型方法Handle指定Polly需要处理异常/故障的类型。

指定单个异常类型

Policy.Handle<DivideByZeroException>()

指定带条件的异常类型

Policy.Handle<SqlException>(ex => ex.Number == 1205)

Polly也支持指定多种异常/故障类型, 这里需要使用Or方法

Policy.Handle<DivideByZeroException>().Or<ArgumentException>()

指定多个带条件的异常类型

Policy
   .Handle<SqlException>(ex =ex.Number == 1205)
   .Or<ArgumentException>(ex =ex.ParamName == "example")

Polly也支持指定内部异常

Policy
	.HandleInner<HttpResponseException>()
	.OrInner<OperationCanceledException>(ex => ex.CancellationToken == myToken)

指定处理的异常返回值

Polly除了支持处理异常/故障类型，还支持处理异常返回值。所谓的处理异常结果，就是当Polly监控的方法，返回某些特定结果时, Polly会触发异常/故障处理策略。

Polly使用Policy类的泛型方法HandleResult制定Polly需要处理的异常结果.

指定触发异常/故障处理策略的返回值

例如：当某个方法的返回值类型是HttpResposneMessage, 并且返回值的StatusCode是NotFound时，触发异常/故障处理策略。

Policy
.HandleResult<HttpResponseMessage>(r => r.StatusCode == HttpStatusCode.NotFound)

指定多个返回值

Policy
    .HandleResult<HttpResponseMessage>(r => r.StatusCode == HttpStatusCode.InternalServerError)
    .OrResult<HttpResponseMessage>(r => r.StatusCode == HttpStatusCode.BadGateway)

同时指定异常类型和返回值

HttpStatusCode[] httpStatusCodesWorthRetrying = {
	HttpStatusCode.RequestTimeout, // 408
	HttpStatusCode.InternalServerError, // 500
	HttpStatusCode.BadGateway, // 502
	HttpStatusCode.ServiceUnavailable, // 503
	HttpStatusCode.GatewayTimeout // 504
}; 
HttpResponseMessage result = Policy
	.Handle<HttpResponseException>()
	.OrResult<HttpResponseMessage>(r => httpStatusCodesWorthRetrying.Contains(r.StatusCode))

指定异常处理策略

重试策略

重试一次

Policy
	.Handle<DivideByZeroException>()
	.Retry()

重试多次

Policy
	.Handle<DivideByZeroException>()
	.Retry(3)

重试多次，每次重试触发一个行为

Policy
	.Handle<DivideByZeroException>()
	.Retry(3, (exception, retryCount) =>
	{
    	// do something 
	});

永久重试（直到成功）

永久重试

Policy
	.Handle<DivideByZeroException>()
	.RetryForever()

永久重试，每次重试触发一个行为

Policy
	.Handle<DivideByZeroException>()
	.RetryForever(exception =>
	{
    		// do something       
	});

等待并重试

指定每个重试的间隔时间

Policy
	.Handle<DivideByZeroException>()
	.WaitAndRetry(new[]
	{
		TimeSpan.FromSeconds(1),
		TimeSpan.FromSeconds(2),
		TimeSpan.FromSeconds(3)
	});

在这个例子如果第一次出现异常，会在1秒后重试，如果依然出现异常，会在再次出现异常后2秒继续重试，以此类推，下次异常后3秒继续重试

每次重试，触发一个行为

Policy
    .Handle<DivideByZeroException>()
    .WaitAndRetry(new[]
    {
      TimeSpan.FromSeconds(1),
      TimeSpan.FromSeconds(2),
      TimeSpan.FromSeconds(3)
    }, (exception, timeSpan) => {
      // do something    
    }); 

断路器策略

在发生指定次数的异常/故障之后，断开回路

Policy
	.Handle<DivideByZeroException>()
	.CircuitBreaker(2, TimeSpan.FromMinutes(1));

发生2次异常之后，断开回路1分钟

Action<Exception, TimeSpan> onBreak = (exception, timespan) => { ... };
Action onReset = () => { ... };
CircuitBreakerPolicy breaker = Policy
	.Handle<DivideByZeroException>()
	.CircuitBreaker(2, TimeSpan.FromMinutes(1), onBreak, onReset);

发生2次异常之后，断开回路1分钟， 在触发断路时触发onBreak方法，当重置断路器时，触发onReset方法

后备策略

Policy
    .Handle<Whatever>()
    .Fallback<UserAvatar>(UserAvatar.Blank)

当程序触发异常/故障后，返回一个备用值

Policy
    .Handle<Whatever>()
    .Fallback<UserAvatar>(() => UserAvatar.GetRandomAvatar())

当程序触发异常/故障后，使用一个方法返回一个备用值

Policy
   .Handle<Whatever>()
   .Fallback<UserAvatar>(UserAvatar.Blank, onFallback: (exception, context) => 
    {
        // do something
    });

当程序触发异常/故障后，返回一个备用值，并触发一个方法

Policy
   .Handle<Whatever>()
   .Fallback<UserAvatar>(UserAvatar.Blank, onFallback: (exception, context) => 
    {
        // do something
    });

执行策略

Polly将监控DoSomething方法，如果发生DivideByZeroException异常，就使用重试策略

var policy = Policy
              .Handle<DivideByZeroException>()
              .Retry();

policy.Execute(() => DoSomething());

向Polly上下文中传递任意值

var policy = Policy
    .Handle<DivideByZeroException>()
    .Retry(3, (exception, retryCount, context) =>
    {
        var methodThatRaisedException = context["methodName"];
		Log(exception, methodThatRaisedException);
});

policy.Execute(
	() => DoSomething(),
	new Dictionary<string, object>() {{ "methodName", "some method" }}
);