Spring Cloud入门之Hystrix篇

前言

在微服务架构中，面对一个请求通常需要多个服务之前层层调用来完成，一旦某个环节的服务出现了问题，其他依赖的相关程序也会出现问题，然后就很容易产生服务雪崩,最终就会因为小问题导致整个系统的瘫痪。 Hystrix实现了断路器模式，当某个服务发生故障时，通过断路器的监控，给调用方返回一个错误响应，而不是长时间的等待，这样就不会使得调用方由于长时间得不到响应而占用线程，从而防止故障的蔓延。

简介

Spring Cloud Hystrix 是基于 Netflix 公司的开源组件 Hystrix 实现的，它提供了熔断器功能，能够有效地阻止分布式微服务系统中出现联动故障，以提高微服务系统的弹性。Spring Cloud Hystrix 具有服务降级、服务熔断、线程隔离、请求缓存、请求合并以及实时故障监控等强大功能。

在微服务系统中，Hystrix 能够帮助我们实现以下目标：

• 保护线程资源：防止单个服务的故障耗尽系统中的所有线程资源。
• 快速失败机制：当某个服务发生了故障，不让服务调用方一直等待，而是直接返回请求失败。
• 提供降级（FallBack）方案：在请求失败后，提供一个设计好的降级方案，通常是一个兜底方法，当请求失败后即调用该方法。
• 防止故障扩散：使用熔断机制，防止故障扩散到其他服务。
• 监控功能：提供熔断器故障监控组件 Hystrix Dashboard，随时监控熔断器的状态。

熔断，降级

熔断和降级之前一直没搞懂到底有什么区别，或者是不是应该组合使用才行。后面看了《熔断和降级的真实关系，图文并茂，看完秒懂》才验证了自己的想法。网上很多人的解释基本就是照抄，很浅显的理解。

熔断

就是在整个调用链之中，如果向下游的服务请求时，发现因为某种原因突然变得不可以用或着响应太慢，为了保证服务的可以用性，不在继续调用服务，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。

降级

什么是服务降级呢？降级主要有以下几种情况

• 超时：当下游的服务因为某种原因响应过慢，下游服务主动停掉一些不太重要的业务，释放出服务器资源，增加响应速度！
• 不可用：当下游的服务因为某种原因不可用，上游主动调用本地的一些降级逻辑，避免卡顿，迅速返回给用户！
• 限流：防止上游服务请求太多导致服务崩溃，所以限制请求的数量，来达到保护下游服务的目的，当请求的流量到达一定阈值时，直接拒绝多余的请求，执行降级逻辑

熔断和降级的关系

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。
熔断可以看作是降级的特殊情况，即便降级了，系统也顶不住了，所以就直接断开，以保证高可用。

降级的方式

1. 熔断降级（不可用）

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

2、超时降级

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

3、限流降级

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，最后一个会直接拒绝，执行fallback降级逻辑

实例

服务消费方降级

我们使用OpenFeign来实现服务调用，因为OpenFeign本身已经集成了Hystrix，所以可以直接实现降级处理

1. 先创建一个服务提供方

server:
  port: 8081
spring:
  application:
    name: customer-service
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka
  instance:
    hostname: localhost
    instance-id: ${eureka.instance.hostname}:${spring.application.name}:${server.port}
#开启OpenFeign的Hystrix功能
feign:
  hystrix:
    enabled: true

导入依赖

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

开启Eureka客户端功能，和OpenFeign客户端功能

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@EnableFeignClients
public class CustomerServiceApplication {

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

}

写一个接收请求的Controller

@RestController
public class CustomerController {

    /**
     * 因为容器中存在了两个名字叫CustomerRentFeign的bean，所以需要指定用的是哪一个
     */
    @Qualifier("com.example.customerservice.Feign.CustomerRentFeign")
    @Autowired
    private CustomerRentFeign customerRentFeign;

    @GetMapping("customerRent")
    public String rent(){
        String string = customerRentFeign.rent();
        return string;
    }
}

OpenFeign的接口，fallback = CustomerRentFeignHystrix.class就是等下熔断需要调用的兜底方法

@FeignClient(value = "rent-car-service",fallback = CustomerRentFeignHystrix.class)
public interface CustomerRentFeign {

    @GetMapping("rent")
    public String rent();
}

实现CustomerRentFeignHystrix这个方法

@Component
public class CustomerRentFeignHystrix implements CustomerRentFeign {

    @Override
    public String rent() {
        return "熔断调用";
    }
}

2. 创建一个服务调用方

server:
  port: 8080
spring:
  application:
    name: rent-car-service
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka
  instance:
    hostname: localhost
    instance-id: ${eureka.instance.hostname}:${spring.application.name}:${server.port}

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class CarServiceApplication {

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

}

@RestController
public class RentCarController {

    @GetMapping("rent")
    public String rent(){
        return  "正常调用";
    }

}

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

启动，这时候服务端正常，所以调用正常

关闭服务端，可以看到，请求几秒之后就调用了兜底方法

服务提供方降级

我们是基于OpenFeign来做的服务调用方降级，因为OpenFeign就是给服务调用方使用的，我们也可以在服务提供方来进行降级。

为服务方的启动类加上@EnableCircuitBreaker注解，开启Hystrix

更改一下服务方的方法，使用休眠来模拟请求超时，@HystrixCommand配置一下熔断后调用的方法，然后配置一下超时时间，因为默认是1S没有响应就失败

@RestController
public class RentCarController {

    @GetMapping("rent")
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "CustomerHystrix", commandProperties =
            {@HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds", value = "3000")})
    public String rent(){
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        return  "正常调用";
    }

    public String CustomerHystrix(){
        return  "熔断调用";
    }

}

还有一个地方就是删除配置在调用方的兜底方法

@FeignClient(value = "rent-car-service")

因为我们设置了强制休眠5s，所以我们也要为远程调用的方法设置比休眠更长的超时时间，并且关闭调用方的hystrix

feign:
#  hystrix:
#    enabled: true
  client:
    config:
      default: # 设置的全局超时时间
        connectTimeout: 5000 # 请求连接的超时时间
        readTimeout: 5000 # 请求处理的超时时间

全局降级

如果需要为该业务类下面的所有方法都使用降级的话，可以使用@DefaultProperties注解来进行降级

Hystrix的配置

我们最开始说了，熔断其实就是特殊的降级，比如，对于一个请求在多久之内失败的次数达到一个阈值后就进行熔断，这些都是在降价的基础上进行配置所实现的功能。

官方的配置doc,所有的配置，在OpenFeign的配置参数中和在@HystrixCommand注解中都是一样的，只是针对的对象不同

hystrix:
  command:
    default: #default是全局控制，也可以换成单个方法名
      execution:
        isolation:
          # 调用隔离方式, 默认: 采用线程隔离, ExecutionIsolationStrategy:THREAD
          strategy: THREAD
          # 调用超时时间, 默认: 5 秒
          thread:
            timeoutInMilliseconds: 8000
          # 使用信号量隔离时, 命令调用最大的并发数
          semaphore:
            maxConcurrentRequests: 10
      #使用信号量隔离时, 命令fallback调用最大的并发数
      fallback:
        isolation:
          semaphore:
            maxConcurrentRequests: 10
      # === === === == 熔断器 === === === ==
      circuitBreaker:
        # 熔断器在整个统计时间内是否开启的阀值, 默认20个请求
        requestVolumeThreshold: 8
        # 熔断器默认工作时间, 默认: 5 秒
        sleepWindowInMilliseconds: 5
        # 默认: 50%, 当出错率超过50% 后熔断器启动
        errorThresholdPercentage: 50
        # 是否强制开启熔断器阻断所有请求, 默认: false, 不开启
        forceOpen: false
        # 是否允许熔断器忽略错误, 默认false, 不开启
        forceClosed: false

参考

1. 熔断和降级的真实关系，图文并茂，看完秒懂
2. SpringCloud入门（六）番外篇：Hystrix注解配置与yml配置