微服务之熔断器篇-Hystrix

雪崩效应与熔断机制

什么是雪崩效应？

微服务内部调用时，由于某一个服务出现故障，导致请求调用阻塞，最终服务崩溃，且故障沿着调用链路蔓延，影响到其它依赖该服务的服务，导致整个微服务系统的瘫痪，称之为雪崩效应。

如何解决雪崩效应？

针对出现故障的服务提供熔断机制，当发现服务状态不正常、处理不及时情况时中断运行，采用服务降级策略，直至服务状态回归正常。

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Hystrix 简介

Hystrix （豪猪），是Netflix提供的开源熔断器组件，向微服务提供熔断机制并预防雪崩，用来保证微服务整体架构健康。

Hystrix [hɪst'rɪks]，中文含义是豪猪，豪猪的背上长满了棘刺，使它拥有了强大的自我保护能力。而 Spring Cloud Hystrix 作为一个服务容错与保护组件，也可以让服务拥有自我保护的能力，因此也有人将其戏称为“豪猪哥”。

其主要功能有：

• 预防微服务由于故障，请求长时间等待导致Web容器线程崩溃
• 为故障提供备选方案，通过fallback机制，提供服务降级
• 提供仪表盘DashBoard，实时监控运行状态

服务降级：将出现故障服务，通过简单、轻量级且稳定的处理方式，对其进行屏蔽。而不是长时间的阻塞或抛出调用方无法处理的异常。这样可以保证线程不会被长时间占用，避免故障在调用链路蔓延，防止雪崩的发生。

Hystrix 熔断器工作原理

如图所示，熔断器具有三种状态：CLOSED关闭、OPEN打开、HALF-OPEN半开。三种状态依次发生转变。

服务启动后熔断器默认为CLOSED关闭状态。

当过去20次请求错误率（触发服务降级次数）超过50%时，则认为当前服务是不稳定的，Hystrix会将熔断器状态切换为OPEN打开状态。熔断器被开启后将不再发起任何实质的请求，直接进行服务降级，熔断窗口期为5秒。

窗口期过后再次尝试访问故障服务，同时将状态切换为HALF-OPEN半开，如果目标服务能够返回正常的响应，则将状态切换为CLOSED关闭熔断器。反之则重新将状态切换为OPEN，继续进行熔断。

什么情况下会触发服务降级？

• FAILURE：执行失败，抛出异常
• TIMEOUT：执行超时（默认1秒）
• SHORT_CIRCUITED：熔断器状态为OPEN
• THREAD_POOL_REJECTED：线程池拒绝
• SEMAPHORE_REJECTED：信号量拒绝

信号量：通过一个整数，记录当前有多少个请求正在被处理。

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OpenFeign中使用Hystrix

操作流程

• OpenFeign内置了Hystrix，默认关闭，需要手动开启。

• 在@FeignClient注解中添加fallback属性说明Fallback类。

• Fallback类要实现相同接口，重写服务降级业务逻辑。

具体步骤（以下为示例代码，实际开发请遵循编码规范）

​ 假设存在用户服务（user-service），提供/user/queryList 查询并返回用户信息。

{
	"code": "200",
	"result": [
		{
			"id": "1",
			"name": "张三"
		},
		{
			"id": "2",
			"name": "李四"
		}
	]
}

1. 创建工程，引入OpenFeign依赖（注册中心依赖与相关配置不再赘述）

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

2. 开启Hystrix

   feign:
     hystrix:
       enabled: true
   

3. 启动类添加@EnableFeignClients注解

4. 创建Feign客户端，在@FeignClient 注解中设置fallback属性来指定服务降级处理类

   @FeignClient(name = "USER-SERVICE", fallback = UserServiceFallback.class)
   public interface UserService {
   
       @GetMapping("/user/queryList")
       CallbackResult queryUserList();
   }
   

5. 创建降级处理类

   该类需要实现Feign客户端，将其放入Spring容器，并重新方法为服务降级业务代码。

   @Component
   public class UserServiceFallback implements UserService {
   
       @Override
       public CallbackResult queryUserList() {
           return new CallbackResult("500", "用户信息查询失败，请稍后再试");
       }
   }
   

6. 此时，当目标服务故障，则会自动降级，返回较为友好的响应信息。

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Hystrix超时设置

• 连接时间：服务之间的通信时间。

• 读取时间：服务的业务处理时间。

  熔断时间需要≥总时间，否则会出现业务未处理完成就被熔断情况。关于业务处理时间的计算依据通常为若干次（不包含第一次）请求的响应时间最大值。

Hystrix熔断设置项

超时选项	说明
feign.client.config.[微服务ID|default].connectTimeout	Ribbon连接超时时间默认1秒，建议1秒内
feign.client.config.[微服务ID|default].readTimeout	Ribbon读取超时时间默认1秒，按业务处理时间设置
hystrix.command.[commandKey|default].execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds	Hystrix熔断超时时间默认1秒
hystrix.command.[commandKey|default].circuitBreaker.forceOpen	强制打开熔断器默认关闭，服务下线时手动开启

application.yml 配置如下

feign:
  hystrix:
    enabled: true
  client:
    config:
      default:
        connectTimeout: 500
        readTimeout: 500
hystrix:
  command:
    #"类名#方法名(参数类型1,参数类型2,参数类型n)"
    "MessageService#sendSMS(String,String)":
      execution:
        isolation:
          thread:
            timeoutInMilliseconds: 1000
      circuitBreaker:
        forceOpen: false #true代表强制熔断器强制处于Open状态，即服务不可用
        requestVolumeThreshold: 50
        errorThresholdPercentage: 60
        sleepWindowInMilliseconds: 10000
    default:
      execution:
        isolation:
          thread:
            timeoutInMilliseconds: 6000

参考文章：

https://itlaoqi.com/

http://c.biancheng.net/springcloud/hystrix.html