服务熔断Hystrix入门

news2024/11/26 0:56:23

目录

  • 一. 微服务的核心知识
    • 1.1 雪崩效应
    • 1.2 服务隔离
    • 1.3 熔断降级
    • 1.4 服务限流
  • 二. Hystrix介绍
  • 三. Hystrix服务熔断的实现方式
    • 3.1 Rest 实现熔断
    • 3.2 Feign实现服务熔断
  • 四.服务熔断Hystrix高级
    • 4.1 Hystrix的监控平台
    • 4.2 搭建Hystrix DashBoard监控
      • 4.2.1 熔断器的状态
        • 4.2.1.1 测试熔断

一. 微服务的核心知识

1.1 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。

在这里插入图片描述

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。

1.2 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。

1.3 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。

在这里插入图片描述

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。

1.4 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。

二. Hystrix介绍

在这里插入图片描述
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主要通过以下几点实现延迟和容错。

  • 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。

Hystrix提供了两种服务熔断的方式：

  1. Rest 实现熔断
  2. Feign 实现熔断

三. Hystrix服务熔断的实现方式

3.1 Rest 实现熔断

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

  1. 开启熔断
    在启动类 中添加 @EnableCircuitBreaker 注解开启对熔断器的支持。
    在这里插入图片描述

  2. 配置熔断降级业务逻辑

1> 在想要熔断降级(被保护)的controller上添加 @HystrixCommand注解
2> 为想要熔断降级(被保护)的方法编写一个回退方法，该方法与 被保护 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。
注意： 熔断的降级方法必须跟被保护方法的相同的参数列表和返回值一致。

调用者

package cn.itcast.order.web;

import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixCommand;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("order")
public class OrderController {

 

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

  
	// 1. 在想要熔断降级(被保护)的controller上添加 `@HystrixCommand`注解
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "testHystrixBack")
    @GetMapping("/orderTest/{n}")
    public String testHystrix(@PathVariable("n") int n) {
        log.info("OrderController into ");
        String url = "http://userservice/user/userTest/" + n;
        String result = restTemplate.getForObject(url, String.class);

        return result;
    }

    /*  Hystrix  为 testHystrix方法编写一个回退方法testHystrixBack，该方法与 testHystrix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。
     *   降级方法：
     *    和需要收到保护方法的返回值一致
     *     方法参数一致
     * */
    public String testHystrixBack(@PathVariable("n") int n) {
        log.info("------ order queryByIdBack 服务降级 ------");
        return "------ order queryByIdBack 服务降级 ------";
    }
}

被调用者

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("user")
public class OrderController {

  @GetMapping("/userTest/{n}")
    public String userTest(@PathVariable("n") int n) throws InterruptedException {
        log.info("UserController into");
       if (n==1){
           Thread.sleep(1000); //  模拟业务堵塞

       }
        return  "调用成功";
    }
}

  1. 测试
    发送请求， http://localhost:8088/order/orderTest/1
    发现降级了，没有异常怎么会降级呢？原因是为Hystix的默认超时时长为1,超过1秒就会发生降级。
    在这里插入图片描述

  2. 配置hystrix超时时间

hystrix:
  command:
   default:
    execution:
      isolation:
        thread:
          timeoutInMilliseconds: 2000   #默认是1秒，1秒没有收到其他服务的响应就降级

配置好之后再测试，就可以调用成功了
在这里插入图片描述

  1. 统一的降级方法

1> 在类上添加@DefaultProperties注解
@DefaultProperties(defaultFallback = “defaultBack”) //指定公共的降级方法

2> 编写统一的降级方法，该方法与 被保护 方法具有相同的返回值类型

第一步：

在这里插入图片描述

第二步：

 /*  Hystrix
     *   统一降级方法：
     *    和需要收到保护方法的返回值一致
     * */
    public String defaultBack() {
        log.info("------ defaultBack 服务降级 ------");
        
        return "------ defaultBack 服务降级 ------" ;
    }
  1. 测试
    将休眠时间改为5秒
    在这里插入图片描述

发送请求，服务 defaultBack 降级了
在这里插入图片描述

3.2 Feign实现服务熔断

  1. 引入依赖
    Feign已经继承hystrix，所以无需引入hystrix
 <!--feign客户端依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
        </dependency>
        <!--引入HttpClient依赖-->
        <dependency>
            <groupId>io.github.openfeign</groupId>
            <artifactId>feign-httpclient</artifactId>
        </dependency>
        <!--引入feign的统一api-->
        <dependency>
            <groupId>cn.itcast.demo</groupId>
            <artifactId>feign-api</artifactId>
            <version>1.0</version>
        </dependency>
  1. 配置文件（开启Feign对hystrix的支持）
feign:
  hystrix:
    enabled: true  # feign 开启熔断
  1. 配置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

import cn.itcast.feign.clients.UserClient;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
* 实现自定义的ProductFeginClient接口
* 在接口实现类中编写熔断降级方法
*/
@Slf4j
@Component
public class UserClientBack implements UserClient {

    @Override
    public String userTest(int n) {
        log.info(" feign 降级了");
        return " feign 降级了";
    }
}
  1. 修改FeignClient添加hystrix熔断

Feign客戶端

import cn.itcast.order.back.UserClientBack;
import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;


// @FeignClient注解中以fallback声明降级方法
@FeignClient(name="userservice",fallback = UserClientBack.class)
public interface UserClient {

    @GetMapping("/user/userTest/{n}")
    String userTest(@PathVariable("n") int n);

}
  1. 测试
    在这里插入图片描述

四.服务熔断Hystrix高级

我们知道，当请求失败，被拒绝，超时的时候，都会进入到降级方法中。但进入降级方法并不意味着断
路器已经被打开。那么如何才能了解断路器中的状态呢？

4.1 Hystrix的监控平台

  1. 入口类上开启hystrix

在要监控的项目的入口类上添加注解
@EnableCircuitBreaker // 开启熔断器 开启hystrix

在这里插入图片描述
2. 配置文件 暴露端点

#暴露所有端点
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: '*'
  1. 访问

http://localhost:8088/actuator/hystrix.stream
在这里插入图片描述
重新访问一下熔断的方法
在这里插入图片描述
就会有监控数据了
在这里插入图片描述

4.2 搭建Hystrix DashBoard监控

刚刚看了Hystrix的监控，但访问/hystrix.stream接口获取的都是已文字形式展示的信息。很难通过文
字直观的展示系统的运行状态，所以Hystrix官方还提供了基于图形化的DashBoard（仪表板）监控平
台。Hystrix仪表板可以显示每个断路器（被@HystrixCommand注解的方法）的状态。

  1. 引入依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix-dashboard</artifactId>
</dependency>
  1. 入口类上开启 DashBoard监控

在启动类使用@EnableHystrixDashboard注解激活仪表盘项目

在这里插入图片描述

  1. 配置文件
#配置代理地址
hystrix:
  dashboard:
    proxy-stream-allow-list: "localhost"
  1. 访问
    访问地址 http://localhost:8088/hystrix在这里插入图片描述

输入监控断点展示监控的详细数据
在这里插入图片描述
显示Loading···，重新访问熔断的方法后，
在这里插入图片描述

  1. 指标说明
    在这里插入图片描述

4.2.1 熔断器的状态

熔断器有三个状态 CLOSED 、 OPEN 、 HALF_OPEN 熔断器默认关闭状态，当触发熔断后状态变更为
OPEN ,在等待到指定的时间，Hystrix会放请求检测服务是否开启，这期间熔断器会变为 HALF_OPEN 半
开启状态，熔断探测服务可用则继续变更为 CLOSED 关闭熔断器。
在这里插入图片描述

  • Closed：关闭状态（断路器关闭），所有请求都正常访问。代理类维护了最近调用失败的次数，
    如果某次调用失败，则使失败次数加1。如果最近失败次数超过了在给定时间内允许失败的阈值，
    则代理类切换到断开(Open)状态。此时代理开启了一个超时时钟，当该时钟超过了该时间，则切
    换到半断开（Half-Open）状态。该超时时间的设定是给了系统一次机会来修正导致调用失败的错
    误。
  • Open：打开状态（断路器打开），所有请求都会被降级。Hystix会对请求情况计数，当一定时间
    内失败请求百分比达到阈值，则触发熔断，断路器会完全关闭。默认失败比例的阈值是50%，请求
    次数最少不低于20次。
  • Half Open：半开状态，open状态不是永久的，打开后会进入休眠时间（默认是5S）。随后断路
    器会自动进入半开状态。此时会释放1次请求通过，若这个请求是健康的，则会关闭断路器，否则
    继续保持打开，再次进行5秒休眠计时。

4.2.1.1 测试熔断

为了能够精确控制请求的成功或失败，我们在被调用业务中加入一段逻辑：
当n==1时，抛出异常,其余情况都调用成功。
在这里插入图片描述
降级方法：

在这里插入图片描述

我们准备两个请求窗口：

一个请求：http://localhost:8088/order/orderTest/1，注定失败

在这里插入图片描述

一个请求：http://localhost:8088/order/orderTest/2，肯定成功

在这里插入图片描述

熔断器的默认触发阈值是20次请求，不好触发。休眠时间时5秒，时间太短，不易观察，为了测试方
便，我们可以通过配置修改熔断策略：

hystrix:
  command:
   default:
    execution:
     circuitBreaker:
      requestVolumeThreshold: 10 #触发熔断的最小请求次数，默认20秒
      sleepWindowInMilliseconds: 10000 #熔断多少秒后去尝试请求  默认5秒
      errorThresholdPercentage: 50 #触发熔断的失败请求最小占比，默认50%

解读：

  • requestVolumeThreshold：触发熔断的最小请求次数，默认20
  • errorThresholdPercentage：触发熔断的失败请求最小占比，默认50%
  • sleepWindowInMilliseconds：熔断多少秒后去尝试请求

当我们疯狂访问http://localhost:8088/order/orderTest/1的请求时（超过10次），就会触发熔断。断路器会端口，一切请求都会被降级处理。

在这里插入图片描述

此时你访问http://localhost:8088/order/orderTest/2的请求，会发现返回的也是失败。

在这里插入图片描述

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