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SpringCloud:断路器 Hystrix

Spring Cloud winrains 来源:GuoLei Song 6个月前 (03-21) 29次浏览

简介

Hystrix 是 Netflix 的一个开源项目,它能够在服务失效的情况下,通过隔离系统依赖服务的方式,防止服务级联失败,造成服务雪崩。同时Hystrix 还提供了失败回滚机制,使得系统能够更快的从异常中恢复。Hystrix 为服务间调用提供了保护和控制。

Hystrix 具有的功能如下:

  • 当通过客户端调用服务出现高延迟或者调用失败时,能够为系统提供保护机制
  • 在复杂的分布式场景下,可以防止服务雪崩效应
  • 提供快速失败(Fail Fast) 同时能够快速恢复
  • 提供失败回滚和优雅的服务降级机制
  • 提供近实时的监控、报警和运维控制手段

Hystrix 在实际应用过程中的使用方式很丰富,可以通过注解,也可以通过集成 HystrixCommand 和HystrixObservableCommand 。本篇将通过案例简单说明下说用方式。

环境准备

类别
JDK 1.8.0_162
SOFABoot/SpringBoot 3.0.0/2.0.x.RELEASE
SpringCloud Finchley.RC1
IDE IDEA

工程背景

本节将会创建一个 sofa-hystrix-client 工程,通过 Spring Cloud 提供的负载均衡器 hystrix 实现服务的熔断降级。

新建 sofa-hystrix-client

本工程继续使用《SpringCloud-Eureka 服务注册》中的父工程来构建。

右击 sofa-eureka-parent 父工程 -> New -> Module,这里选择 Maven 工程;

  • artifactId:sofa-hystrix-client

修改pom文件

pom文件中加入 hysterix 的依赖

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

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
    </dependency>

    <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>
 </dependencies>

配置文件

eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka/
spring:
  application:
    name: hystrix-client
server:
  port: 8787

没有什么特殊的配置,还是作为一个 eureka-client 存在。

启动类

启动类上增加开启断路器的注解@EnableCircuitBreaker

@SpringBootApplication
@EnableCircuitBreaker
public class SofaHystrixApplication {

    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SofaHystrixApplication.class, args);
    }
}

资源类

  • NormalService

中通过@HystrixCommand标准一个受保护的资源方法 getByServiceId()。getByServiceId 中通过restTemplate 来调用远程服务。@HystrixCommand注解的 fallbackMethod 属性指定当服务不可用时需要执行的 fallback 方法。

@Service
public class NormalService {
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @HystrixCommand(fallbackMethod = "fallBack")
    public String getByServiceId(){
        return restTemplate.getForObject("http://HELLOSOFABOOTSERVICE/hello",String.class);
    }

    private String fallBack(){
        return "Filed to get data";
    }
}
  • HystrixRibbonController:通过instanceService调用上面的NormalService资源类
@RestController
public class HystrixRibbonController {
    @Autowired
    public NormalService instanceService;
    @RequestMapping("/hystrix")
    public String test(){
        return instanceService.getByServiceId();
    }
}

启动&验证

先后启动sofa-eureka-server-center 、sofa-eureka-provider、sofa-hystrix-client 三个工程。浏览器中输入:

http://localhost:8787/hystrix ,结果如下:

Hello SOFA! Now Port is 8086 And hostname is HelloSOFABootService

关闭 sofa-eureka-provider ,刷新浏览器:

Filed to get data

执行了 NormalService 中的 fallback 方法了。

资源隔离

hystrix 中提供了两中隔离策略,一种是基于线程池的隔离、另外一种是基于信号量的隔离。本篇只演示案例,具体原理请参看 hystrix 原理分析 相关文章。

基于线程池的隔离实现

新建一个 SofaThreadPoolHystrixCommand 类,继承 HystrixCommand。代码如下:

public class SofaThreadPoolHystrixCommand extends HystrixCommand {

    private RestTemplate restTemplate;

    public SofaThreadPoolHystrixCommand(RestTemplate restTemplate) {
        super(initailize());
        this.restTemplate = restTemplate;
    }

    public static HystrixCommand.Setter initailize(){
        // 线程池配置
        HystrixThreadPoolProperties.Setter hystrixThreadPoolProperties = 
            HystrixThreadPoolProperties.Setter()
                .withCoreSize(5)
                .withKeepAliveTimeMinutes(5)
                // 线程等待队列最大长度,默认值:-1 表示不等待直接拒绝,测试表明线程池使用直接决绝策略+ 合适大小的非回缩线程池效率最高.所以不建议修改此值。
                .withMaxQueueSize(10)
                .withQueueSizeRejectionThreshold(100);

        // 命令属性配置,这里指定隔离策略是 THREAD
        HystrixCommandProperties.Setter hystrixCommand = 
            HystrixCommandProperties.Setter() .withExecutionIsolationStrategy(HystrixCommandProperties.ExecutionIsolationStrategy.THREAD)
                //意味着线程最多允许执行fallback的并发数为10,超过10 报fallback execution rejected
                .withFallbackIsolationSemaphoreMaxConcurrentRequests(10);

        HystrixCommand.Setter setter = HystrixCommand.Setter
            .withGroupKey(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("SofaThreadPoolHystrixCommand"))
                .andCommandKey(HystrixCommandKey.Factory.asKey("sofaBootService"))
                .andCommandPropertiesDefaults(hystrixCommand)
                .andThreadPoolPropertiesDefaults(hystrixThreadPoolProperties)
                .andThreadPoolKey(HystrixThreadPoolKey.Factory.asKey("sofa-hystrix-thread"));

        return setter;
    }

    /**
     * 受保护的资源
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Override
    protected Object run() throws Exception {
        return restTemplate.getForObject("http://HELLOSOFABOOTSERVICE/hello",String.class);
    }

    /**
     * 失败执行的保护方法
     * @return
     */
    @Override
    protected Object getFallback() {
        return "this is fail back policy";
    }
}

相关参数说明:

  • HystrixCommandGroupKey:配置全局唯一标识服务分组的名称,比如账户系统就是一个服务分组,监控时,相同分组的服务会聚合在一起,必填选项。
  • HystrixCommandKey:配置全局唯一标识服务的名称,比如账户系统有一个获取账号名的服务,那么就可以为这个服务起一个名字来唯一识别该服务,如果不配置,则默认是简单类名。
  • HystrixThreadPoolKey:配置全局唯一标识线程池的名称,相同线程池名称的线程池是同一个,如果不配置,则默认是分组名,此名字也是线程池中线程名字的前缀。
  • HystrixThreadPoolProperties:配置线程池参数
  • HystrixCommandProperties:配置该命令的一些参数,如 executionIsolationStrategy 配置执行隔离策略,默认是使用线程隔离。配置为 THREAD,线程池隔离;配置为 SEMAPHORE ,信号量隔离

这里为了模拟并发,使用 CountDownLatch 类来控制,在 HystrixRibbonController 中添加 testThread 资源方法:

@RequestMapping("/testThread")
public String testThread(){
    CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
    for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i ++) {
        new Thread(new ConsumerThread(countDownLatch)).start();
    }
    countDownLatch.countDown();
    return "data";
}

内部定义一个内部类,模拟调用:

class ConsumerThread implements Runnable {
    private final CountDownLatch startLatch;
    public ConsumerThread(CountDownLatch startLatch) {
        this.startLatch = startLatch;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            // 线程等待
            startLatch.await();
            // 执行操作
            SofaThreadPoolHystrixCommand sofaThreadPoolHystrixCommand = new SofaThreadPoolHystrixCommand(restTemplate);
            System.out.println(sofaThreadPoolHystrixCommand.execute().toString());

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

重启当前工程,浏览器执行 http://localhost:8787/testThread

this is fail back policy
this is fail back policy
this is fail back policy
this is fail back policy
this is fail back policy
// ... 省略
Hello SOFA! Now Port is 8086 And hostname is HelloSOFABootService
// ... 省略

基于信号量隔离

新建一个 SofaSemaphoreHystrixCommand 类,继承 HystrixCommand。代码如下:

public class SofaSemaphoreHystrixCommand extends HystrixCommand {
    private RestTemplate restTemplate;
    public SofaSemaphoreHystrixCommand(RestTemplate restTemplate) {
        super(initailize());
        this.restTemplate = restTemplate;
    }
    public static HystrixCommand.Setter initailize(){
        // 命令属性配置,这里指定隔离策略是 THREAD
        HystrixCommandProperties.Setter hystrixCommand = HystrixCommandProperties.Setter()
                .withExecutionIsolationStrategy(HystrixCommandProperties.ExecutionIsolationStrategy.SEMAPHORE)
                 //至少有10个请求,熔断器才进行错误率的计算
                .withCircuitBreakerRequestVolumeThreshold(0)
                //熔断器中断请求5秒后会进入半打开状态,放部分流量过去重试
                .withCircuitBreakerSleepWindowInMilliseconds(5000)
                //错误率达到50开启熔断保护
                .withCircuitBreakerErrorThresholdPercentage(50)
                //最大并发请求量
                .withExecutionIsolationSemaphoreMaxConcurrentRequests(10)
                //意味着信号量最多允许执行fallback的并发数为10,超过10 报fallback execution rejected
                .withFallbackIsolationSemaphoreMaxConcurrentRequests(10);

        HystrixCommand.Setter setter = HystrixCommand.Setter.
                withGroupKey(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("SofaSemaphoreHystrixCommand"))
                .andCommandKey(HystrixCommandKey.Factory.asKey("sofaBootService"))
                .andCommandPropertiesDefaults(hystrixCommand)
                .andThreadPoolKey(HystrixThreadPoolKey.Factory.asKey("sofa-hystrix-thread"));

        return setter;
    }

    /**
     * 受保护的资源
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Override
    protected Object run() throws Exception {
        return restTemplate.getForObject("http://HELLOSOFABOOTSERVICE/hello",String.class);
    }

    /**
     * 失败执行的保护方法
     * @return
     */
    @Override
    protected Object getFallback() {
        return "this is fail back policy";
    }
}

同样使用 CountDownLatch 来模拟并发。在 HystrixRibbonController 中添加 testSemaphore 资源方法:

@RequestMapping("/testSemaphore")
public String testSemaphore(){
    CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
    for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i ++) {
        new Thread(new ConsumerSemaphore(countDownLatch)).start();
    }
    countDownLatch.countDown();
    return "data";
}

内部定义一个内部类 ConsumerSemaphore ,模拟调用:

class ConsumerSemaphore implements Runnable {
    private final CountDownLatch startLatch;
    public ConsumerSemaphore(CountDownLatch startLatch) {
        this.startLatch = startLatch;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            // 线程等待
            startLatch.await();
            // 执行操作
            SofaSemaphoreHystrixCommand sofaThreadPoolHystrixCommand = new SofaSemaphoreHystrixCommand(restTemplate);
            System.out.println(sofaThreadPoolHystrixCommand.execute().toString());

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

结果和线程隔离的差不多。不贴结果了。

作者:GuoLei Song

来源:http://www.glmapper.com/2019/01/09/springcloud-hystrix-project/


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