第四章 Hystrix 熔断器

Posted 2021-04-30 程序员沐先生

分布式系统面临的问题

复杂分布式体系结构中的应用程序有数十个依赖关系，每个依赖关系在某些时候将不可避免地失败。

服务雪崩

• 多个微服务之间调用的时候，假设微服务A调用微服务B和微服务C，微服务B和微服务C又调用其它的微服务，这就是所谓的“扇出”。如果扇出的链路上某个微服务的调用响应时间过长或者不可用，对微服务A的调用就会占用越来越多的系统资源，进而引起系统崩溃，所谓的“雪崩效应”.

• 对于高流量的应用来说，单一的后端依赖可能会导致所有服务器上的所有资源都在几秒钟内饱和。比失败更糟糕的是，这些应用程序还可能导致服务之间的延迟增加，备份队列，线程和其他系统资源紧张，导致整个系统发生更多的级联故障。这些都表示需要对故障和延迟进行隔离和管理，以便单个依赖关系的失败，不能取消整个应用程序或系统。

熔断器 Hystirx

• Hystrix是一个用于处理分布式系统的延迟和容错的开源库，在分布式系统里，许多依赖不可避免的会调用失败，比如超时、异常等，Hystrix能够保证在一个依赖出问题的情况下，不会导致整体服务失败，避免级联故障，以提高分布式系统的弹性。

• "断路器”本身是一种开关装置，当某个服务单元发生故障之后，通过断路器的故障监控（类似熔断保险丝），向调用方返回一个符合预期的、可处理的备选响应（FallBack），而不是长时间的等待或者抛出调用方无法处理的异常，这样就保证了服务调用方的线程不会被长时间、不必要地占用，从而避免了故障在分布式系统中的蔓延，乃至雪崩。

• Hystrix 能够在适当时机完成服务降级、服务限流、服务熔断以及接近实时的监控等功能。

服务熔断

• 熔断机制是应对雪崩效应的一种微服务链路保护机制。

• 当扇出链路的某个微服务不可用或者响应时间太长时，会进行服务的降级，进而熔断该节点微服务的调用，快速返回"错误"的响应信息。当检测到该节点微服务调用响应正常后恢复调用链路。在SpringCloud框架里熔断机制通过Hystrix实现。Hystrix会监控微服务间调用的状况，当失败的调用到一定阈值，缺省是5秒内20次调用失败就会启动熔断机制。熔断机制的注解是@HystrixCommand。

服务降级

• 服务降级就是在整体资源不够使用时，先暂时关闭一些服务，等待过了这一比较艰难的阶段时，再将原来关闭的服务开启回来，避免产生一些不必要的麻烦。

• 服务降级处理是在客户端实现的，与服务端并没有关系。

创建 hystrix 工程

创建一个 Spring Cloud 的 Hystrix 工程；
pom.xml 加入依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</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-openfeign</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>

application.yml

spring:
  application:
    name: eureka-consumer-feign-hystrix
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka/
server:
  port: 9004
feign:
  hystrix:
    enabled: true #开启熔断机制

主启动类 SpringCloudHystrixApplication

/**
 * @EnableHystrix: 开启断路器功能
 * @EnableFeignClients： 开启远程调用
 */
@EnableHystrix
@EnableFeignClients
@SpringBootApplication
public class SpringCloudHystrixApplication {

    /**
     * Ribbon 负载均衡注解
     *
     * @return
     */
    @LoadBalanced
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

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

    /**
     * 等效于
     * feign:
     *   hystrix:
     *     enabled: true #开启熔断机制
     * @return
     */
    /*@Bean
    public Feign.Builder feignHystrixBuilder() {
        return HystrixFeign.builder();
    }*/
}

其中最后的这段声明代码, 与application.yml中的 feign.hystrix.enabled=true是等价的，任意声明一处即可。

@Bean
public Feign.Builder feignHystrixBuilder() {
    return HystrixFeign.builder();
}

测试类：RibbonController，使用Ribbon + Hystrix；

/***
 * RibbonController 类
 *
 * @author: YangRun
 * @date: 2020/1/21
 */
@RestController
@RequestMapping("/hystrix/ribbon")
public class RibbonController {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    /**
     * @HystrixCommand(fallbackMethod = "fallback") 指定回调方法
     */
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "fallback")
    @RequestMapping()
    public String test(@RequestParam("name") String name) {
        return restTemplate.getForObject("http://eureka-producer/test?name=" + name, String.class);
    }

    public String fallback(String name, Throwable throwable) {
        System.out.println("远程调用失败...fallbackMethod... " + throwable);
        return "hystrix fallback " + name;
    }
}

在controller的mapping方法上标注 @HystrixCommand(fallbackMethod = "fallback") 指定了回调方法；也就是当服务处于不可访问时，我们调用服务就会发生服务熔断，这时就会调用回调方法，而且我们可以获取到异常信息。这是指定服务熔断的回调方法的方式一。

测试类：FeignController，使用 Feign + Hystrix；

/***
 * FeignController 类
 *
 * @author: YangRun
 * @date: 2020/1/21
 */
@RestController
@RequestMapping("/hystrix/feign")
public class FeignController {

    @Autowired
    private HystrixFeign hystrixFeign;

    @RequestMapping()
    public String test(@RequestParam("name") String name) {
        return hystrixFeign.produce(name);
    }

}

Feign 远程调用接口

@Component
@FeignClient(name = "eureka-producer", fallback = HystrixFeignFallback.class/*, fallbackFactory = CustomFallbackFactory.class*/)
public interface HystrixFeign {

    @GetMapping(value = "/test")
    String produce(@RequestParam("name") String name);
}

服务熔断回调类, 实现远程调用接口，重写方法；

@Component("fallback")
public class HystrixFeignFallback implements HystrixFeign {

    @Override
    public String produce(String name) {
        System.out.println("远程调用失败...fallbackClass...");
        return "Hystrix Fallback... fallbackClass... " + name;
    }
}

在Feign 远程调用接口上标注 @FeignClient(fallback = HystrixFeignFallback.class) 指定回调的类, 然后在回调类中实现接口，重写实现的逻辑；这是指定服务熔断的回调方法的方式二。

Feign 接口

@Component
@FeignClient(name = "eureka-producer",  fallbackFactory = CustomFallbackFactory.class)
public interface HystrixFeign {

    @GetMapping(value = "/test")
    String produce(@RequestParam("name") String name);
}

自定义回调工厂

@Component
public class CustomFallbackFactory implements FallbackFactory<HystrixFeign> {

    @Qualifier("fallback")
    @Autowired
    private HystrixFeign hystrixFeign;

    @Override
    public HystrixFeign create(Throwable throwable) {
        System.out.println("远程调用异常...createMethod... " + throwable);
        //返回接口HystrixFeign的实现类
        return hystrixFeign;
    }
}

在Feign 远程调用接口上标注 @FeignClient(fallbackFactory = CustomFallbackFactory.class) 指定回调的工厂,当服务熔断时会调用工厂的create方法，并且可以输出异常信息；这是指定服务熔断的回调方法的方式三。

当方式二和方式三一起使用时，默认只会调用方式二；

测试

1、使用之前创建好的注册中心 Eureka-Server， 启动工程；
2、使用之前创建好的服务提供者集群工程 Eureka-Producer, 启动工程；
3、启动 hystrix 工程，以Feign的服务熔断的回调方式二为例测试；
4、访问 http://localhost:9004/hystrix/feign?name=hystrix 结果如下：

[1]你好, hystrix Tue Jan 21 13:31:55 GMT+08:00 2020

5、故意关闭服务 Eureka-Producer，模拟服务熔断；再访问 http://localhost:9004/hystrix/feign?name=hystrix 结果如下：

Hystrix Fallback… fallbackClass… hystrix

说明调用了默认的回调方法。

至于其他方式的回调，都是类似情况，不再一一测试。

好了，本章内容就到这里了；

源码：https://github.com/lyhq/spring-cloud-starter.git