Hystrix 熔断

Posted 2021-03-02 nineberg

熔断机制概述

熔断机制是应对雪崩效应额一种微服务链路保护机制。当扇出链路的某个微服务出错不可用或者响应时间太长，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Spring Cloud框架里，熔断机制通过Hystrix实现。Hystrix会监控微服务间调用的情况，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，熔断机制的注释是 @HystrixCommand

    @HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentCircuitBreaker_fallback",commandProperties = {
            @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.enabled",value = "true"),     // 是否开启断路器
            @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.requestVolumeThreshold",value = "10"),      // 请求次数
            @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.sleepWindowInMilliseconds",value = "10000"),        // 时间窗口期
            @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.errorThresholdPercentage",value = "60")            // 失败率达到多少后跳闸
    })

熔断类型

• 熔断打开

  请求不在进行调用当前服务，内部设置时钟一般为MTTR（平均故障处理时间），当打开时长达到所设时钟则进入半熔断状态

• 熔断关闭

  熔断关闭不会对服务进行熔断

• 熔断半开

  部分请求根据规则调用当前服务，如果请求成功且符合规则则认为当前服务恢复正常，关闭熔断

涉及到断路器的三个重要参数：快照时间窗、请求总数阈值、错误百分比阈值。

1、快照时间窗：断路器确定是否打开需要统计一些请求和错误数据，而统计的时间范围就是快照时间窗，默认为最近的10秒。

2、请求总数阈值：在快照时间窗内，必须满足请求总数阈值才有资格熔断。默认为20，意味着在10秒内，如果该hystrix命令的调用次数不足20次，即使所有的请求都超时或其他原因失败，断路器都不会打开

3、错误百分比阈值：当请求总数在快照时间窗内超过了阈值，比如发生了30次调用，如果在这30次调用中，有15次发生了超时异常，也就是超过了50%的错误百分比，在默认设定50%阈值情况下, 这时候就会将断路器打开。

//==========ALL
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "str_fallbackMethod",
            groupKey = "strGroupCommand",
            commandKey = "strCommand",
            threadPoolKey = "strThreadPool",

            commandProperties = {

                // 设置隔离策略, THREAD 表示线程池 SEMAPHORE 信号池隔离
            @HystrixProperty(name = "execution.isolation.strategy",value = "THREAD"),
                // 当隔离策略选择信号池隔离的时候, 用来设置信号池的大小(最大并发数)
            @HystrixProperty(name = "execution.isolation.semaphore.maxConcurrentRequests",value = "10"),
                // 配置命令执行的超时时间
            @HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.timeoutinMilliseconds",value = "10"),
                // 是否启用超时时间
            @HystrixProperty(name = "execution.timeout.enabled",value = "true"),
                // 执行超时的时候是否中断
            @HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.interruptOnTimeOut",value = "true"),
                // 执行被取消的时候是否中断
            @HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.interruptOnCancel",value = "true"),
                // 允许回调方法执行的最大并发数
            @HystrixProperty(name = "fallback.isolation.semaphore.maxConcurrentRequests",value = "10"),
                // 服务降级是否启用,是否执行回调函数
            @HystrixProperty(name = "fallback.enabled",value = "true"),
                // 是否启用断路器
            @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.enabled",value = "true"),
                // 该属性用来设置滚动时间窗中,断路器熔断的最小请求数.例如,默认该值为 20 的时候,
                // 如果滚动时间窗(默认10秒) 内仅收到了19个请求, 即使这19个请求都失败了,断路器也不会打开
            @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.requestVolumeThreshold",value = "20"),
                // 该属性用来设置在滚动时间窗中,表示在滚动时间窗中,在请求数量超过
                // circuitBreaker.requestVlomeThreshold 的情况下,如果错误请求数的百分比超过50,
                // 就把断路器设置 为 "打开" 状态,否则就设置为 "关闭" 状态
            @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.errorThresholdPercentage",value = "50"),
                // 该属性用来设置当断路器打开之后的休眠时间窗, 休眠时间窗结束之后,
                // 会将断路器置为 "半开" 状态, 常识熔断的请求命令,如果依然失败就将断路器继续设置为 "打开" 状态,
                // 如果成功就设置为 "关闭" 状态
            @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.sleepWindowinMilliseconds",value = "5000"),
                // 断路器强制打开
            @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.forceOpen",value = "false"),
                // 断路器强制关闭
            @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.forceClosed",value = "false"),
                // 滚动时间窗设置,该时间用于断路器判断健康度时需要收集信息的持续时间
            @HystrixProperty(name = "metrics.rollingStats.timeinMilliseconds",value = "10000"),
                // 该属性用来设置滚动时间窗统计指标信息时划分"桶"的数量,断路器在手机指标信息的时候会根据
                // 设置的时间窗长度拆分为多个 "桶" 来累计各度量值, 每个"桶" 记录了一段时间内的采集指标
                // 比如 10 秒内 拆分成 10个 "桶" 收集这样, 所以timeinMilliseconds必须能被 numBuckets 整除 ,否则就抛异常
            @HystrixProperty(name = "metrics.rollingStats.numBuckets",value = "10"),
                // 该属性用来设置对命令执行的延迟是否使用百分位数来跟踪和计算, 如果设置为 false,那么所有的概要统计都将返回 -1
            @HystrixProperty(name = "metrics.rollingPercentile.enabled",value = "false"),
                // 该属性用来设置百分位统计滚动窗口的持续时间,单位毫秒
            @HystrixProperty(name = "metrics.rollingPercentile.timeinMilliseconds",value = "60000"),
                // 该属性用来设置百分位统计滚动窗口使用"桶"的数量 默认值是6
            @HystrixProperty(name = "metrics.rollingPercentile.numBuckets",value = "6"),
                    // 注意 timeinMilliseconds 和 numBuckets 保持整除关系
                // metrics.rollingPercentile.bucketSize: 该属性用来设置在执行过程中 每个 “桶 ” 中保留的最大执行次数。 如果在滚动时间窗内发
                // 生超过该设定值的执行 次数， 就从最初的位置开始重写。 例如， 将该值设置为100, 滚动窗口为10秒，
                // 若 在10秒内一个 “桶” 中发生了500次执行， 那么该 “桶” 中只保留 最后的100次执 行的统计。
                // 另外， 增加该值的大小将会增加内存量的消耗， 并增加排序百分位数所 需的计算时间。
            @HystrixProperty(name = "metrics.rollingPercentile.bucketSize",value = "120")
                // 该属性用来设置采集影响断路器状态的健康快照(请求的成功,错误百分比)的间隔等待时间
            @HystrixProperty(name = "metrics.healthSnapshot.intervalinMilliseconds",value = "600"),

断路器开启或者关闭的条件

当满足一定的阈值的时候(默认10秒内超过20个请求次数)
当失败率达到一定的时候(默认10秒内超过50%的请求失败)
到达以上阈值，断路器将会开启
到开启的时候，所有的请求都不会进行转发
一段时间之后（默认是5秒），这个时候断路器是半开状态，会让其中一个请求进行转发。如果成功，断路器会关闭，若失败继续开启， 重复 4和 5

熔断打开之后：

1.再有请求调用的时候，将不会调用主逻辑，而是直接调用降级fallback。通过断路器，实现了自动地发现错误并将降级逻辑切换为主逻辑，减少响应延迟的效果。
2.原来的主逻辑要如何恢复？
对于这点，hystrix也为我们实现了自动恢复功能，当断路器打开，对主逻辑进行熔断之后，hystrix会启动一个休眠时间窗，在这个时间窗内，降级逻辑是临时的成为主逻辑，当休眠时间窗到期，断路器将进入半开状态，释放一次请求到原来的主逻辑上，如果此次请求正常返回，那么断路器将继续 闭合，主逻辑恢复，如果这次请求依然有问题，断路器继续进入打开状态，休眠时间窗重新计时。