Spring-Cloud之Hystrix

Posted 2021-06-22 起岸星辰

Hystrix是Netflix旗下的一个延迟和容错库，旨在隔离对远程系统、服务和第三方库的访问，停止级联故障并在故障不可避免的复杂分布式系统中启用弹性配置。下面我们通过几个示例来让你快速了解它的使用

原文地址：https://blog.vchar.top/java/1624363200.html

系统负载过高，突发流量或网络等各种异常情况，常用解决方案如下：

• 限流：对访问量进行限制，防止流量太大直接使整个服务发生故障；
• 熔断：为了防止整个系统故障，停止出现问题的服务的访问；
• 降级：抛弃一些非核心的接口和数据；
• 熔断和降级互相交集：
  • 相同点：从可用性和可靠信息出发，为防止系统崩溃；最终让用户体验到的是某些功能暂时不可用
  • 不同点：服务熔断一般是下游服务故障导致，而服务降级一般是从整个系统负荷考虑，由调用方控制

Hystrix的简介

Netflix的Hystrix（豪猪）通过对调用的服务进行资源隔离，实现熔断降级的功能，提升分布式系统的可用性和稳定性。

设计原则

hystrix为了实现高可用性的架构，设计hystrix的时候，遵循了以下这些设计原则：

• 对依赖服务调用时出现的调用延迟和调用失败进行控制和容错保护；
• 在复杂的分布式系统中，阻止某一个依赖服务的故障在整个系统中蔓延；如有如下调用链：服务A->服务B->服务C，当服务C发生故障时，如果没做处理那么服务B和服务A都会受到影响发生故障，导致整套分布式系统全部故障、整体宕机。
• 提供fail-fast（快速失败）和快速恢复的支持；
• 提供fallback优雅降级的支持；
• 支持近实时的监控、报警以及运维操作；

具体实现细节：

• 阻止任何一个依赖服务耗尽所有的资源，比如tomcat中的所有线程资源
• 避免请求排队和积压，采用限流和fail fast来控制故障
• 提供fallback降级机制来应对故障
• 使用资源隔离技术，比如Bulkhead（舱壁隔离技术），Swimlane（泳道技术），circuit breaker（短路技术），来限制任何一个依赖服务的故障的影响
• 通过近实时的统计/监控/报警功能，来提高故障发现的速度
• 通过近实时的属性和配置热修改功能，来提高故障处理和恢复的速度
• 保护依赖服务调用的所有故障情况，而不仅仅只是网络故障情况

实现的方案的简述

• Hystrix通过外部依赖的访问请求进行封装，让其运行在独立的线程中达到资源隔离的目的；
• 对请求的处理时间进行监控，如果超过设置的阀值那么会直接让其超时返回，不允许其耗费过长的时间阻塞住；
• 为每个依赖服务维护一个独立的线程池，当线程池满了的时候就会直接拒绝这个服务的调用；
• 统计依赖服务的调用情况，比如成功数、失败数、拒绝次数、超时次数等；
• 根据依赖服务的调用情况，自动判断其健康状态，如果失败次数超过阀值自动进行熔断（在一定时间内直接对该服务进行降级(也就是在调用的时候直接返回失败)，一段时间后再自动恢复尝试）；
• 当一个服务调用出现失败，被拒绝，超时，短路等异常情况时，自动调用fallback降级机制；
• 对属性和配置的修改提供近实时的支持；

这里顺便提一下：feign中它自己其实也有fallback降级机制（只是功能没有那么强大），比如如果依赖服务发生故障时虽然有fallback降级机制，但是还是会将请求向该服务发送（该等待的时间依然会等待）；

当我们引入Hystrix并启用后，feign中的fallback降级机制将交给Hystrix来实现，而Hystrix会在监控到服务调用发生故障时，它会判断其失败次数，如果超过阀值，在一段时间内其它服务调用它的时候会直接返回降级处理策略，不会再向该服务发送请求了。

Hystrix 使用示例

下面我们通过一些示例让你快速了解它的基本使用。示例使用的Spring-Cloud的版本是Hoxton.SR8，Spring-Boot的版本是2.3.4.RELEASE。示例项目的源代码

相关依赖和配置

添加如下maven的依赖（注意feign的请自行添加，feign的使用参考: https://blog.vchar.top/java/1621167133.html ）

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

然后在启动类上添加如下注解：@EnableCircuitBreaker 或者是 @EnableHystrix ; 效果都是一样的(@EnableHystrix继承了@EnableCircuitBreaker注解)。

单独使用 hystrix

通过添加@HystrixCommand注解可以让该方法被hystrix监控到实现熔断降级策略。

示例1：在controller中直接添加熔断降级处理方式

@HystrixCommand(fallbackMethod = "hystrixMethodDemoFail")
    @GetMapping("/demo1")
    public Train findTrain(){
        System.out.println("执行...");
        // 这里发送异常时会自动执行hystrixMethodDemoFail方法
        return this.hystrixDemoService.hystrixMethodDemo();
    }

    /**
     * 这里一定要和HystrixCommand注解中的方法一致，且参数也必须一致；当服务异常时会调用此方法
     */
    private Train hystrixMethodDemoFail(){
        System.out.println("调用异常");
        return null;
    }
}

示例2：在service中直接添加熔断降级处理方式

@HystrixCommand(fallbackMethod = "hystrixMethodDemo2Fail")
@Override
public Train hystrixMethodDemo2() {
    System.out.println("hystrixMethodDemo2 调用feign服务：trainFeignClient.findTrain()");
    return this.trainFeignClient.findTrain();
}

private Train hystrixMethodDemo2Fail(){
    System.out.println("hystrixMethodDemo2Fail ...");
    return null;
}

示例3：方法间的调用

@Override
public Train hystrixMethodDemo3() {
    // hystrixMethodDemo2做了熔断降级的
    return this.hystrixMethodDemo2();
}

因为hystrix是通过AOP来实现的；因此一个类的方法间调用时不会生效的。

结合feign使用hystrix

feign之前的写法不用改变，继续保持即可；只需要添加如下配置就可以将feign的熔断降级处理的方式切换到hystrix：

feign:
  hystrix:
    # 启用feign中的hystrix
    enabled: true

hystrix的监控界面

添加下面的maven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>

在启动类上添加注解: @EnableHystrixDashboard ；然后添加如下配置：

management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: "*"

然后访问监控界面：http://localhost:8100/hystrix ；在里面输入 http://localhost:8100/actuator/hystrix.stream 点击 Monitor Stream进入监控界面。