Dubbo 集群容错模式详解
参考：
https://blog.csdn.net/u011642663/article/details/81913325
https://blog.csdn.net/u011642663/article/details/81949941
Dubbo 的集群容错模式：Failover Cluster
失败自动切换，当出现失败，重试其它服务器，通常用于读操作（推荐使用），缺点：重试会带来更长延迟
本文简单介绍 Dubbo 中的 Failover Cluster（失败自动切换）。
1 简介
调用实例失败后，继续调用其他实例。假如有 3 个实例：A, B, C，当调用 A 失败后，再调用 B，如果还是失败，则调用 C。
2 如何使用
<dubbo:service cluster="failover" retries="2"/>
或
<dubbo:reference cluster="failover" retries="2"/>
3.实现逻辑
-
根据负载均衡算法选中被调用实例
-
执行选中的实例；将实例保存到已经调用的列表中
-
执行成功则返回；执行不成功则选下个调用实例(排除已经调用的实例)
4 源代码
public class FailoverClusterInvoker<T> extends AbstractClusterInvoker<T> {
private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(FailoverClusterInvoker.class);
public FailoverClusterInvoker(Directory<T> directory) {
super(directory);
}
@Override
@SuppressWarnings({"unchecked", "rawtypes"})
public Result doInvoke(Invocation invocation, final List<Invoker<T>> invokers, LoadBalance loadbalance) throws RpcException {
List<Invoker<T>> copyinvokers = invokers;
checkInvokers(copyinvokers, invocation);
// 获取调用次数的配置 retries
int len = getUrl().getMethodParameter(invocation.getMethodName(), Constants.RETRIES_KEY, Constants.DEFAULT_RETRIES) + 1;
if (len <= 0) {
len = 1;
}
// retry loop.
RpcException le = null; // last exception.
// 记录已经被调用的实例
List<Invoker<T>> invoked = new ArrayList<Invoker<T>>(copyinvokers.size()); // invoked invokers.
Set<String> providers = new HashSet<String>(len);
for (int i = 0; i < len; i++) {
//Reselect before retry to avoid a change of candidate `invokers`.
//NOTE: if `invokers` changed, then `invoked` also lose accuracy.
if (i > 0) {
checkWhetherDestroyed();
copyinvokers = list(invocation);
// check again
checkInvokers(copyinvokers, invocation);
}
// 选择这次要调用的实例
Invoker<T> invoker = select(loadbalance, invocation, copyinvokers, invoked);
// 添加到已经调用的实例列表中
invoked.add(invoker);
// 保存到上下文
RpcContext.getContext().setInvokers((List) invoked);
try {
// 执行调用
Result result = invoker.invoke(invocation);
if (le != null && logger.isWarnEnabled()) {
logger.warn("Although retry the method " + invocation.getMethodName()
+ " in the service " + getInterface().getName()
+ " was successful by the provider " + invoker.getUrl().getAddress()
+ ", but there have been failed providers " + providers
+ " (" + providers.size() + "/" + copyinvokers.size()
+ ") from the registry " + directory.getUrl().getAddress()
+ " on the consumer " + NetUtils.getLocalHost()
+ " using the dubbo version " + Version.getVersion() + ". Last error is: "
+ le.getMessage(), le);
}
return result;
} catch (RpcException e) {
if (e.isBiz()) { // biz exception.
throw e;
}
le = e;
} catch (Throwable e) {
le = new RpcException(e.getMessage(), e);
} finally {
// 保存已经调用的实例的 url 地址
providers.add(invoker.getUrl().getAddress());
}
}
// 重试了 retries 次后如果没有调用成功，则报错
throw new RpcException(le != null ? le.getCode() : 0, "Failed to invoke the method "
+ invocation.getMethodName() + " in the service " + getInterface().getName()
+ ". Tried " + len + " times of the providers " + providers
+ " (" + providers.size() + "/" + copyinvokers.size()
+ ") from the registry " + directory.getUrl().getAddress()
+ " on the consumer " + NetUtils.getLocalHost() + " using the dubbo version "
+ Version.getVersion() + ". Last error is: "
+ (le != null ? le.getMessage() : ""), le != null && le.getCause() != null ? le.getCause() : le);
}
}
Dubbo 的集群容错模式：Failback Cluster
失败自动恢复，后台记录失败请求，定时重发，通常用于消息通知操作。 缺点：不可靠，重启丢失
本文简单介绍 Dubbo 中的 Failback Cluster（失败自动回复，定时重发）。
简介
调用实例发生异常后，一段时间后重新再调用，直到调用成功。
如何使用
<dubbo:service cluster="failback" />或
<dubbo:reference cluster="failback" />实现逻辑
- 根据负载均衡算法选中被调用实例
- 执行选中的实例
- 执行成功则返回；执行有异常则定时重新发送请求，默认发送定时时间为 5 秒
实现代码
public class FailbackClusterInvoker<T> extends AbstractClusterInvoker<T> {
private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(FailbackClusterInvoker.class);
private static final long RETRY_FAILED_PERIOD = 5 * 1000;
/**
* Use {@link NamedInternalThreadFactory} to produce {@link org.apache.dubbo.common.threadlocal.InternalThread}
* which with the use of {@link org.apache.dubbo.common.threadlocal.InternalThreadLocal} in {@link RpcContext}.
*/
private final ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(2,
new NamedInternalThreadFactory("failback-cluster-timer", true));
private final ConcurrentMap<Invocation, AbstractClusterInvoker<?>> failed = new ConcurrentHashMap<Invocation, AbstractClusterInvoker<?>>();
private volatile ScheduledFuture<?> retryFuture;
public FailbackClusterInvoker(Directory<T> directory) {
super(directory);
}
private void addFailed(Invocation invocation, AbstractClusterInvoker<?> router) {
if (retryFuture == null) {
synchronized (this) {
// 锁定当前对象
if (retryFuture == null) {
// 双重检查是否初始化实例 retryFuture
retryFuture = scheduledExecutorService.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// collect retry statistics
try {
retryFailed();
} catch (Throwable t) { // Defensive fault tolerance
logger.error("Unexpected error occur at collect statistic", t);
}
}
// 5s 发送重试一次
}, RETRY_FAILED_PERIOD, RETRY_FAILED_PERIOD, TimeUnit.MILLISECONDS);
}
}
}
failed.put(invocation, router);
}
// 重新调用
void retryFailed() {
// 没有调用失败的实例则不进行重试
if (failed.size() == 0) {
return;
}
// 遍历所有调用失败的实例，进行重试调用
for (Map.Entry<Invocation, AbstractClusterInvoker<?>> entry : new HashMap<Invocation, AbstractClusterInvoker<?>>(
failed).entrySet()) {
Invocation invocation = entry.getKey();
Invoker<?> invoker = entry.getValue();
try {
invoker.invoke(invocation);
failed.remove(invocation);
} catch (Throwable e) {
logger.error("Failed retry to invoke method " + invocation.getMethodName() + ", waiting again.", e);
}
}
}
@Override
protected Result doInvoke(Invocation invocation, List<Invoker<T>> invokers, LoadBalance loadbalance) throws RpcException {
try {
checkInvokers(invokers, invocation);
// 根据负载均衡算法选中调用实例
Invoker<T> invoker = select(loadbalance, invocation, invokers, null);
// 执行调用实例
return invoker.invoke(invocation);
} catch (Throwable e) {
logger.error("Failback to invoke method " + invocation.getMethodName() + ", wait for retry in background. Ignored exception: "
+ e.getMessage() + ", ", e);
// 调用出现异常，则定时重试直到成功
addFailed(invocation, this);
return new RpcResult(); // ignore
}
}
}
Dubbo 的集群容错模式：Failfast Cluster
快速失败，只发起一次调用，失败立即报错,通常用于非幂等性的写操作 缺点：如果有机器正在重启，可能会出现调用失败
本文简单介绍 Dubbo 中的 Failfast Cluster。
1 简介
调用实例失败后，如果有报错，则直接抛出异常。
2 如何使用
<dubbo:service cluster="failfast" />
或
<dubbo:reference cluster="failfast" />
3.实现逻辑
-
根据负载均衡算法选中被调用实例
-
执行选中的实例
-
执行成功则返回；执行有异常则直接抛出异常，不进行重试等操作
4.实现代码
public class FailfastClusterInvoker<T> extends AbstractClusterInvoker<T> {
public FailfastClusterInvoker(Directory<T> directory) {
super(directory);
}
@Override
public Result doInvoke(Invocation invocation, List<Invoker<T>> invokers, LoadBalance loadbalance) throws RpcException {
checkInvokers(invokers, invocation);
// 选择调用实例
Invoker<T> invoker = select(loadbalance, invocation, invokers, null);
try {
// 执行调用
return invoker.invoke(invocation);
} catch (Throwable e) {
// 如果有异常则直接抛出异常
if (e instanceof RpcException && ((RpcException) e).isBiz()) { // biz exception.
throw (RpcException) e;
}
throw new RpcException(e instanceof RpcException ? ((RpcException) e).getCode() : 0, "Failfast invoke providers " + invoker.getUrl() + " " + loadbalance.getClass().getSimpleName() + " select from all providers " + invokers + " for service " + getInterface().getName() + " method " + invocation.getMethodName() + " on consumer " + NetUtils.getLocalHost() + " use dubbo version " + Version.getVersion() + ", but no luck to perform the invocation. Last error is: " + e.getMessage(), e.getCause() != null ? e.getCause() : e);
}
}
}
Dubbo 的集群容错模式：Failsafe Cluster
失败安全，出现异常时，直接忽略，通常用于写入审计日志等操作 缺点：调用信息丢失
本文简单介绍 Dubbo 中的 Failsafe Cluster（安全失败）。
简介
调用实例失败后，如果有报错，则忽略掉异常，返回一个正常的空结果。
如何使用
<dubbo:service cluster="failsafe" />或
<dubbo:reference cluster="failsafe" />实现逻辑
- 根据负载均衡算法选中被调用实例
- 执行选中的实例
- 执行成功则返回；执行有异常则 catch 异常，然后返回一个正常的空结果
源代码
public class FailsafeClusterInvoker<T> extends AbstractClusterInvoker<T> {
private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(FailsafeClusterInvoker.class);
public FailsafeClusterInvoker(Directory<T> directory) {
super(directory);
}
@Override
public Result doInvoke(Invocation invocation, List<Invoker<T>> invokers, LoadBalance loadbalance) throws RpcException {
try {
checkInvokers(invokers, invocation);
// 根据负载均衡算法选中调用实例
Invoker<T> invoker = select(loadbalance, invocation, invokers, null);
// 执行调用实例
return invoker.invoke(invocation);
} catch (Throwable e) {
// 有异常时不抛出异常，返回一个 RpcResult 对象
logger.error("Failsafe ignore exception: " + e.getMessage(), e);
return new RpcResult(); // ignore
}
}
}
Dubbo 的集群容错模式：Forking Cluster
并行调用多个服务器，只要一个成功即返回，通常用于实时性要求较高的读操作 缺点：需要浪费更多服务资源【适用于高德上同时打多个车，打到一个即取消其他；或者利用第三方回调，第一个回调当做成功处理，其他认为是异常】
本文简单介绍 Dubbo 中的 Forking Cluster（并行调用多个服务器，只要一个成功就返回）
简介
并行调用多个实例，只要一个成功即返回。通常用于实时性要求较高的读操作，但需要浪费更多服务资源。可通过 forks=”2” 来设置最大并行数。通过 timeout=”1000” 来设置调用超时时间。
如何使用
<dubbo:service cluster="forking" forks="2" timeout="1000" />或
<dubbo:reference cluster="forking" forks="2" timeout="1000" />实现逻辑
- 计算目前需要的并发数，通过负载均衡算法选中被调用实例列表
- 并发地调用实例列表，并将处理结果成功的放到阻塞队列中
- 获取处理结果队列中的第一个结果，判断是否是异常，是异常则抛出，不是异常则返回结果
源代码
public class ForkingClusterInvoker<T> extends AbstractClusterInvoker<T> {
/**
* Use {@link NamedInternalThreadFactory} to produce {@link org.apache.dubbo.common.threadlocal.InternalThread}
* which with the use of {@link org.apache.dubbo.common.threadlocal.InternalThreadLocal} in {@link RpcContext}.
*/
// 使用 Cached 线程池
private final ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool(
new NamedInternalThreadFactory("forking-cluster-timer", true));
public ForkingClusterInvoker(Directory<T> directory) {
super(directory);
}
@Override
@SuppressWarnings({"unchecked", "rawtypes"})
public Result doInvoke(final Invocation invocation, List<Invoker<T>> invokers, LoadBalance loadbalance) throws RpcException {
try {
checkInvokers(invokers, invocation);
final List<Invoker<T>> selected;
// 并行数量，默认是 2
final int forks = getUrl().getParameter(Constants.FORKS_KEY, Constants.DEFAULT_FORKS);
// 调用超时， 默认是 1s
final int timeout = getUrl().getParameter(Constants.TIMEOUT_KEY, Constants.DEFAULT_TIMEOUT);
if (forks <= 0 || forks >= invokers.size()) {
// 当并行数配置超过调用实例数量，则默认为调用实例数
selected = invokers;
} else {
selected = new ArrayList<Invoker<T>>();
for (int i = 0; i < forks; i++) {
// TODO. Add some comment here, refer chinese version for more details.
// 通过负载均衡算法选中实例
Invoker<T> invoker = select(loadbalance, invocation, invokers, selected);
if (!selected.contains(invoker)) {//Avoid add the same invoker several times.
// 添加到选中的实例列表中
selected.add(invoker);
}
}
}
// 将选中的实例添加到上下文中
RpcContext.getContext().setInvokers((List) selected);
// 记录调用异常的次数
final AtomicInteger count = new AtomicInteger();
// 使用阻塞队列来存放调用实例的执行结果
final BlockingQueue<Object> ref = new LinkedBlockingQueue<Object>();
// 遍历所有被选中的调用者，一个子线程执行一个调用实例
for (final Invoker<T> invoker : selected) {
executor.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
// 执行调用实例
Result result = invoker.invoke(invocation);
// 将结果放到阻塞队列中
ref.offer(result);
} catch (Throwable e) {
// 记录调用异常的次数
int value = count.incrementAndGet();
if (value >= selected.size()) {
// 根据队列先入先出原则，因为该算法是只要有一个调用成功就好，
// 所以只有当全部的调用实例都失败，才记录到队列中，因为下面取结果会判断是不是异常
ref.offer(e);
}
}
}
});
}
try {
// 取出结果
Object ret = ref.poll(timeout, TimeUnit.MILLISECONDS);
// 没有一个实例执行成功，抛出异常
if (ret instanceof Throwable) {
Throwable e = (Throwable) ret;
throw new RpcException(e instanceof RpcException ? ((RpcException) e).getCode() : 0, "Failed to forking invoke provider " + selected + ", but no luck to perform the invocation. Last error is: " + e.getMessage(), e.getCause() != null ? e.getCause() : e);
}
return (Result) ret;
} catch (InterruptedException e) {
throw new RpcException("Failed to forking invoke provider " + selected + ", but no luck to perform the invocation. Last error is: " + e.getMessage(), e);
}
} finally {
// 清除上下文信息
// clear attachments which is binding to current thread.
RpcContext.getContext().clearAttachments();
}
}
}
Dubbo 的集群容错模式：Broadcast Cluster
广播调用所有提供者，逐个调用，任意一台报错则报错，通常用于更新提供方本地状态 缺点：速度慢，任意一台报错则报错
本文简单介绍 Dubbo 中的 Broadcast Cluster（广播调用所有提供者，逐个调用，任何一台报错则报错）。
简介
广播调用所有提供者，逐个调用，任意一台报错则报错。通常用于通知所有提供者更新缓存或日志等本地资源信息。
如何使用
<dubbo:service cluster="broadcast" />或
<dubbo:reference cluster="broadcast" />实现逻辑
- 循环调用所有的实例
- 如果有发生异常则记录异常保存
- 只要有异常，则抛出异常，如果没有则返回执行结果
源代码
public class BroadcastClusterInvoker<T> extends AbstractClusterInvoker<T> {
private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(BroadcastClusterInvoker.class);
public BroadcastClusterInvoker(Directory<T> directory) {
super(directory);
}
@Override
@SuppressWarnings({"unchecked", "rawtypes"})
public Result doInvoke(final Invocation invocation, List<Invoker<T>> invokers, LoadBalance loadbalance) throws RpcException {
checkInvokers(invokers, invocation);
RpcContext.getContext().setInvokers((List) invokers);
RpcException exception = null;
Result result = null;
// 广播到所有的被调用实例
for (Invoker<T> invoker : invokers) {
try {
result = invoker.invoke(invocation);
} catch (RpcException e) {
// 记录异常
exception = e;
logger.warn(e.getMessage(), e);
} catch (Throwable e) {
// 记录异常
exception = new RpcException(e.getMessage(), e);
logger.warn(e.getMessage(), e);
}
}
// 只要有一个实例有异常则报错
if (exception != null) {
throw exception;
}
return result;
}
}
Dubbo 的集群容错模式：Available Cluster
本文简单介绍 Dubbo 中的 Available Cluster（可用的实例）。
简介
调用目前可用的实例（只调用一个），如果当前没有可用的实例，则抛出异常。
如何使用
<dubbo:service cluster="available" />或
<dubbo:reference cluster="available" />
实现逻辑
- 遍历所有的实例
- 遍历到第一个可用的实例，调用该实例
- 如果没有可用的实例，则抛出异常
源代码
public class AvailableClusterInvoker<T> extends AbstractClusterInvoker<T> {
public AvailableClusterInvoker(Directory<T> directory) {
super(directory);
}
@Override
public Result doInvoke(Invocation invocation, List<Invoker<T>> invokers, LoadBalance loadbalance) throws RpcException {
// 调用所有可用的实例
for (Invoker<T> invoker : invokers) {
if (invoker.isAvailable()) {
// 实例可用则调用
return invoker.invoke(invocation);
}
}
// 如果没有可用的实例，则抛出异常
throw new RpcException("No provider available in " + invokers);
}
}
Dubbo 的集群容错模式：Mergeable Cluster
本文简单介绍 Dubbo 中的 Mergeable Cluster（结果可合并）。
简介
该集群容错模式下，可以合并结果集，一般和 group 一起使用，具体使用规则参考 分组聚合
实现逻辑
- 如果没有配置 merger，则不合并结果集，直接调用实例执行后返回
- 异步调用所有的实例
- 获取要调用的方法的返回类型，根据返回类型进行调用，如果是 . 开头的，则调用方法；否则如果有配置自定义合并器，则调用自动以合并器，如果没有则调用默认的合并器
源代码
public class MergeableClusterInvoker<T> implements Invoker<T> {
private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(MergeableClusterInvoker.class);
private final Directory<T> directory;
private ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool(new NamedThreadFactory("mergeable-cluster-executor", true));
public MergeableClusterInvoker(Directory<T> directory) {
this.directory = directory;
}
@Override
@SuppressWarnings("rawtypes")
public Result invoke(final Invocation invocation) throws RpcException {
List<Invoker<T>> invokers = directory.list(invocation);
// 获取 merger 配置参数值
String merger = getUrl().getMethodParameter(invocation.getMethodName(), Constants.MERGER_KEY);
if (ConfigUtils.isEmpty(merger)) { // If a method doesn't have a merger, only invoke one Group
// 没有配置 merger，则默认所有调用实例都是一个组的
for (final Invoker<T> invoker : invokers) {
if (invoker.isAvailable()) {
// 调用可用的实例
return invoker.invoke(invocation);
}
}
// 如果都是不可用的，则调用第一个实例
return invokers.iterator().next().invoke(invocation);
}
Class<?> returnType;
try {
returnType = getInterface().getMethod(
invocation.getMethodName(), invocation.getParameterTypes()).getReturnType();
} catch (NoSuchMethodException e) {
returnType = null;
}
// 异步调用所有的实例，并把对象存储到 results 中
Map<String, Future<Result>> results = new HashMap<String, Future<Result>>();
for (final Invoker<T> invoker : invokers) {
Future<Result> future = executor.submit(new Callable<Result>() {
@Override
public Result call() throws Exception {
return invoker.invoke(new RpcInvocation(invocation, invoker));
}
});
results.put(invoker.getUrl().getServiceKey(), future);
}
Object result = null;
List<Result> resultList = new ArrayList<Result>(results.size());
// 获取超时时间
int timeout = getUrl().getMethodParameter(invocation.getMethodName(), Constants.TIMEOUT_KEY, Constants.DEFAULT_TIMEOUT);
// 遍历获取执行实例的结果
for (Map.Entry<String, Future<Result>> entry : results.entrySet()) {
Future<Result> future = entry.getValue();
try {
Result r = future.get(timeout, TimeUnit.MILLISECONDS);
if (r.hasException()) {
// 调用的服务内部有异常，不抛出，记录
log.error("Invoke " + getGroupDescFromServiceKey(entry.getKey()) +
" failed: " + r.getException().getMessage(),
r.getException());
} else {
// 保存执行结果
resultList.add(r);
}
} catch (Exception e) {
// 有异常则抛出
throw new RpcException("Failed to invoke service " + entry.getKey() + ": " + e.getMessage(), e);
}
}
if (resultList.isEmpty()) {
return new RpcResult((Object) null);
} else if (resultList.size() == 1) {
return resultList.iterator().next();
}
if (returnType == void.class) {
return new RpcResult((Object) null);
}
if (merger.startsWith(".")) {
// . 开头，则需要调用自定义的方法来进行合并
merger = merger.substring(1);
Method method;
try {
method = returnType.getMethod(merger, returnType);
} catch (NoSuchMethodException e) {
throw new RpcException("Can not merge result because missing method [ " + merger + " ] in class [ " +
returnType.getClass().getName() + " ]");
}
if (!Modifier.isPublic(method.getModifiers())) {
method.setAccessible(true);
}
result = resultList.remove(0).getValue();
try {
// 调用方法进行合并
if (method.getReturnType() != void.class
&& method.getReturnType().isAssignableFrom(result.getClass())) {
for (Result r : resultList) {
result = method.invoke(result, r.getValue());
}
} else {
for (Result r : resultList) {
method.invoke(result, r.getValue());
}
}
} catch (Exception e) {
throw new RpcException("Can not merge result: " + e.getMessage(), e);
}
} else {
Merger resultMerger;
if (ConfigUtils.isDefault(merger)) {
// 执行默认的合并器
resultMerger = MergerFactory.getMerger(returnType);
} else {
// 执行自定义的 Merger 合并器来合并
resultMerger = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Merger.class).getExtension(merger);
}
if (resultMerger != null) {
List<Object> rets = new ArrayList<Object>(resultList.size());
for (Result r : resultList) {
rets.add(r.getValue());
}
// 调用合并器 merge 方法
result = resultMerger.merge(
rets.toArray((Object[]) Array.newInstance(returnType, 0)));
} else {
throw new RpcException("There is no merger to merge result.");
}
}
return new RpcResult(result);
}
@Override
public Class<T> getInterface() {
return directory.getInterface();
}
@Override
public URL getUrl() {
return directory.getUrl();
}
@Override
public boolean isAvailable() {
return directory.isAvailable();
}
@Override
public void destroy() {
directory.destroy();
}
private String getGroupDescFromServiceKey(String key) {
int index = key.indexOf("/");
if (index > 0) {
return "group [ " + key.substring(0, index) + " ]";
}
return key;
}
}
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