SpringCloud学习总结（十）——服务熔断Hystrix入门

案例准备

用例spring_cloud_hystrix 项目地址：传送门

一、服务熔断Hystrix入门

1、服务容错的核心知识

（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。

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。

（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。有线程池隔离以及信号量隔离。

（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。

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

（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。

2、Hystrix介绍

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原理机制

Hystrix主要通过以下几点实现延迟和容错。（重点）

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。

3、Rest实现服务熔断

（1）准备用例项目

（2）配置依赖

在 order_service_ribbon 工程中添加Hystrix的相关依赖

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

（3）启动类中激活Hystrix

在启动类 OrderApplication 中添加 @EnableCircuitBreaker 注解开启对熔断器的支持。

@EntityScan("cn.hzp.order.domain")
//激活hystrix
@EnableCircuitBreaker
@SpringBootApplication
public class OrderApplication {
    /**
     * 使用spring提供的RestTemplate发送http请求到商品服务
     *      1.创建RestTemplate对象交给容器管理
     *      2.在使用的时候,调用其方法完成操作 (getXX,postxxx)
     * * @LoadBalanced : 是ribbon提供的负载均衡的注解
     */
    @LoadBalanced
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

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

可以看到，我们类上的注解越来越多，在微服务中，经常会引入上面的两个注解，于是 Spring就提供了一个组合注解：@SpringCloudApplication 代替@EnableCircuitBreaker、@SpringBootApplication。

（4）配置熔断降级业务逻辑

在web类 OrderController中添加：降级方法、配置熔断保护注解

@RestController
@RequestMapping("/order")
public class OrderController {
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    /**
     * 使用注解配置熔断保护
     *     fallbackmethod : 配置熔断之后的降级方法
     */
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "orderFallBack")
    @RequestMapping(value = "/buy/{id}",method = RequestMethod.GET)
    public Product findById(@PathVariable Long id) {

        if(id != 1) {
            throw  new  RuntimeException("服务器异常");
        }
        /**
         * 基于ribbon的形式调用远程微服务
         *  1.使用@LoadBalanced声明RestTemplate
         *  2.使用服务名称service-product替换ip地址
         */
　　　　　　
        //商品服务代码请求会睡眠2s后返回商品信息
        Product product = restTemplate.getForObject("http://service-product/product/"+id,Product.class);
        return product;
    }

    /**
     * 降级方法
     *  和需要收到保护的方法的返回值一致
     *  方法参数一致
     */
    public Product orderFallBack(Long id) {
        Product product = new Product();
        product.setProductName("触发降级方法");
        return product;
    }

}

有代码可知，为 findById方法编写一个回退方法orderFallBack，该方法与 findById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。在 findById方法上，使用注解@HystrixCommand的fallbackMethod属性，指定熔断触发的降级方法是 orderFallBack。

因为熔断的降级逻辑方法必须跟正常逻辑方法保证： 相同的参数列表和返回值声明。
在 findById方法上 HystrixCommand(fallbackMethod = "orderFallBack") 用来声明一个降级逻辑的方法

（5）启用测试

启动商品服务以及订单服务（ order_service_ribbon）微服务正常时，浏览器访问： http://localhost:9004/order/buy/1

此时 Hystrix配置已经生效进入熔断降级方法。为什么进入熔断了？

在之前的案例中，商品服务代码请求会睡眠2s后返回商品信息，而Hystix的默认超时时长为1，我们可以通过配置修改这个默认超时时长的值：

hystrix:
  command:
    default:
      execution:
        isolation:
          thread:
            timeoutInMilliseconds: 3000 #默认的连接超时时间1秒,若1秒没有返回数据,自动的触发降级逻辑

再次请求订单服务地址： http://localhost:9004/order/buy/1 ，显示正确的商品信息如下：

（6）默认的Fallback

我们刚才把fallback写在了某个业务方法上，如果这样的方法很多，那岂不是要写很多。所以我们可以把Fallback配置加在类上，实现默认fallback：

@RestController
@RequestMapping("/order")
/**
 * @DefaultProperties : 指定此接口中公共的熔断设置
 *      如果过在@DefaultProperties指定了公共的降级方法
 *      在@HystrixCommand不需要单独指定了
 */
@DefaultProperties(defaultFallback = "defaultFallBack")
public class OrderController {
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    /**
     * 使用注解配置熔断保护
     *     fallbackmethod : 配置熔断之后的降级方法
     */
   // @HystrixCommand(fallbackMethod = "orderFallBack")
    @HystrixCommand
    @RequestMapping(value = "/buy/{id}",method = RequestMethod.GET)
    public Product findById(@PathVariable Long id) {

        if(id != 1) {
            throw  new  RuntimeException("服务器异常");
        }
        /**
         * 基于ribbon的形式调用远程微服务
         *  1.使用@LoadBalanced声明RestTemplate
         *  2.使用服务名称service-product替换ip地址
         */
        Product product = restTemplate.getForObject("http://service-product/product/"+id,Product.class);
        return product;
    }

    /**
     * 指定统一的降级方法
     *  * 参数 : 没有参数
     */
    public Product defaultFallBack() {
        Product product = new Product();
        product.setProductName("触发统一的降级方法");
        return product;
    }

    /**
     * 降级方法
     *  和需要收到保护的方法的返回值一致
     *  方法参数一致
     */
    public Product orderFallBack(Long id) {
        Product product = new Product();
        product.setProductName("触发降级方法");
        return product;
    }

}

关闭商品服务，模拟订单服务访问商品服务时超时从而触发熔断降级操作。

4、Feign 实现服务熔断

SpringCloud Fegin默认已为Feign整合了hystrix，所以添加Feign依赖后就不用在添加hystrix，那么怎么才能让Feign的熔断机制生效呢，只要按以下步骤开发：

（1）准备用例项目

我们使用项目中 order_service_feign模块来讲解

（2）修改application.yml在Fegin中开启hystrix

在Feign中已经内置了hystrix，但是默认是关闭的需要在工程的 application.yml 中开启对hystrix的支持

feign:
  #开启对hystrix的支持
  hystrix:
    enabled: true

（3）添加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

/**
 * 实现FeignClient的接口，作为降级方法使用
 */
@Component
public class ProductFeignClientCallBack implements ProductFeignClient {

    /**
     * 熔断降级的方法
     */
    public Product findById(Long id) {
        Product product = new Product();
        product.setProductName("feign调用触发熔断降级方法");
        return product;
    }
}

（4）修改FeignClient添加hystrix熔断

在FeignClient接口类中的@FeignClient注解上指定降级方法的类Class对象，@FeignClient 注解中以fallback声明降级方法。

@FeignClient 注解中以fallback声明降级方法

/**
 * 声明需要调用的微服务名称
 *  @FeignClient
 *      * name : 服务提供者的名称
 */
@FeignClient(name="service-product",fallback = ProductFeignClientCallBack.class)
public interface ProductFeignClient {

    /**
     * 配置需要调用的微服务接口
     */
    @RequestMapping(value="/product/{id}",method = RequestMethod.GET)
    Product findById(@PathVariable("id") Long id);
}

（5）启用测试

关闭商品服务，启动order_service_feign的服务进行熔断降级的测试，如下：

感谢itheima提供的材料