微服务面试题：熔断和降级有什么区别？

Posted 2023-03-04 IT-熊猫

文章目录

• • 引言
  • 1.概念不同
  • 1.1 熔断概念
  • 1.2 降级概念
  • 2.熔断器模型
  • 3.种状态之间的转换关系
  • 4.熔断策略
  • 5.熔断和降级的关系
  • 6.降级方式
  • • 6.1、熔断降级（不可用）
    • 6.2、超时降级
    • 6.3、限流降级
  • 7.题外话
  • 8.总结

引言

熔断和降级都是系统自我保护的一种机制，但二者又有所不同，它们的区别主要体现在以下几点：

• 概念不同
• 归属关系不同

1.概念不同

1.1 熔断概念

“熔断”一词早期来自股票市场。熔断（Circuit Breaker）也叫自动停盘机制，是指当股指波幅达到规定的熔断点时，交易所为控制风险采取的暂停交易措施。比如 2020 年 3 月 9 日，纽约股市开盘出现暴跌，随后跌幅达到 7% 上限，触发熔断机制，停止交易 15 分钟，恢复交易后跌幅有所减缓。

而熔断在程序中，表示“断开”的意思。如发生了某事件，程序为了整体的稳定性，所以暂时（断开）停止服务一段时间，以保证程序可用时再被使用。

熔断很好理解，就是一个断开的过程；

熔断就像是家里的保险丝一样，当电流达到一定条件时，比如保险丝能承受的电流是5A，如果你的电流达到了6A，因为保险丝承受不了这么高的电流，保险丝就会融化，这时候电路就会断开，起到了保护电器的作用；

在微服务里面也是一样，当下游的服务因为某种原因突然变得不可用或响应过慢，上游服务为了保证自己整体服务的可用性，不再继续调用目标服务，直接返回，快速释放资源。如果目标服务情况好转则恢复调用；

如果没有熔断机制的话，会导致联机故障和服务雪崩等问题，如下图所示：

1.2 降级概念

降级（Degradation）降低级别的意思，它是指程序在出现问题时，仍能保证有限功能可用的一种机制。

比如电商交易系统在双 11 时，使用的人比较多，此时如果开放所有功能，可能会导致系统不可用，所以此时可以开启降级功能，优先保证支付功能可用，而其他非核心功能，如评论、物流、商品介绍等功能可以暂时关闭。

所以，从上述信息可以看出：降级是一种退而求其次的选择，而熔断却是整体不可用。

2.熔断器模型

熔断器有三种状态：

Closed：也是初始状态，该状态下，熔断器会保持闭合，对资源的访问直接通过熔断器的检查
Open：断开状态，熔断器处于开启状态，对资源的访问会被切断
Half-Open：半开状态，该状态下除了探测流量，其余对资源的访问也会被切断。探测流量指熔断器处于半开状态时，会周期性的允许一定数目的探测请求通过，如果探测请求能够正常的返回，代表探测成功，此时熔断器会重置状态到 Closed 状态，结束熔断；如果探测失败，则回滚到 Open 状态。

3.种状态之间的转换关系

1. 初始状态下，熔断器处于 Closed 状态。如果基于熔断器的统计数据表明当前资源触发了设定的阈值，那么熔断器会切换状态到 Open 状态；
2. Open 状态即代表熔断状态，所有请求都会直接被拒绝。熔断器规则中会配置一个熔断超时重试的时间，经过熔断超时重试时长后熔断器会将状态置为 Half-Open 状态，从而进行探测机制；
3. 处于 Half-Open 状态的熔断器会周期性去做探测。

4.熔断策略

• 慢调用比例策略 (SlowRequestRatio): 在非静默期内，当响应慢的请求（需要设置RT响应临界值）达到一定的比例并且触发了阈值（需要设置）的条件，就会熔断
• 错误比例策略 (ErrorRatio)：在非静默期内，并且在统计周期内资源请求访问异常的比例大于设定的阈值，则接下来的熔断周期内对资源的访问会自动地被熔断。
• 错误计数策略 (ErrorCount)：在非静默期内，并且在统计周期内资源请求访问异常数大于设定的阈值，则接下来的熔断周期内对资源的访问会自动地被熔断。

5.熔断和降级的关系

说了那么多，其实也能想到了，降级和熔断其实就是服务安全中的2个不同的流程，在服务发生故障时，肯定是先断开（熔断）与服务的连接，然后在执行降级逻辑；

那既然不管怎样都会执行降级逻辑，这时候就可以理解为 降级是一种设计思想，在java层面就是一个接口，而熔断是降级的不同实现方式，他们的关系如下图：

6.降级方式

那么我们现在知道降级是一个接口了，接下来在看看他们的实现方式是怎样的吧

6.1、熔断降级（不可用）

熔断逻辑是这样的，A服务调用B服务，失败次数达到一定阈值后 ，A服务的断路器打开，就不在请求B服务，而是直接执行本地的fallback方法；这种叫做熔断降级，看到这里，也许你已经明白了，熔断只是降级的其中一种实现方式；

6.2、超时降级

熔断逻辑是这样的，A服务调用B服务，失败次数达到一定阈值后 ，A服务的断路器打开，就不在请求B服务，而是直接执行本地的fallback方法；这种叫做熔断降级，看到这里，也许你已经明白了，熔断只是降级的其中一种实现方式；

同样是A服务调用B服务，B服务响应超过了A服务设定的阈值后，就会执行降级逻辑；

6.3、限流降级

同样是A服务调用B服务，服务A的连接已超过自身能承载的最大连接数，比如说A能承载的连接数为5，但是目前的并发有6个请求同时进行，前5请求能正常请求，最后一个会直接拒绝，执行fallback降级逻辑；

7.题外话

当然，某些框架如 Sentinel，它早期在 Dashboard 控制台中可能叫“降级”，但在新版中新版本又叫“熔断”，如下图所示：

但在两个版本中都是通过同一个异常类型 DegradeException 来监听的，如下代码所示：
所以，在 Sentinel 中，熔断和降级功能指的都是同一件事，也侧面证明了“熔断”和“降级”概念的相似性。但我们要知道它们本质上是不同的，就像两个双胞胎，不能因为他们长得像，就说他们是同一个人。

8.总结

熔断和降级都是程序在我保护的一种机制，但二者在概念、触发条件、归属关系上都是不同的。熔断更偏向于全局视角的自我保护（机制），而降级则偏向于具体模块“退而请其次”的解决方案。