HM-SpringCloud微服务系列8.3【隔离和降级】

1. 线程隔离&熔断降级【原理回顾】

限流是一种预防措施，虽然限流可以尽量避免因高并发而引起的服务故障，但服务还会因为其它原因而故障。
而要将这些故障控制在一定范围，避免雪崩，就要靠线程隔离（舱壁模式）和熔断降级手段了。
线程隔离：调用者在调用服务提供者时，给每个调用的请求分配独立线程池，出现故障时，最多消耗这个线程池内资源，避免把调用者的所有资源耗尽。

熔断降级：是在调用方这边加入断路器，统计对服务提供者的调用，如果调用的失败比例过高，则熔断该业务，不允许访问该服务的提供者了。

可以看到，不管是线程隔离还是熔断降级，都是对客户端（调用方）的保护。需要在调用方 发起远程调用时做线程隔离、或者服务熔断。
而我们的微服务远程调用都是基于Feign来完成的，因此我们需要将Feign与Sentinel整合，在Feign里面实现线程隔离和服务熔断。

2. FeignClient整合Sentinel

2.1 修改配置开启sentinel功能

修改OrderService的application.yml文件，开启Feign的Sentinel功能：

feign:
  sentinel:
    enabled: true # 开启feign对sentinel的支持

2.2 编写失败降级逻辑

第一步：在feing-api项目中定义类，实现FallbackFactory

package cn.itcast.feign.clients.fallback;

import cn.itcast.feign.clients.UserClient;
import cn.itcast.feign.pojo.User;
import feign.hystrix.FallbackFactory;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
public class UserClientFallbackFactory implements FallbackFactory<UserClient> {

    @Override
    public UserClient create(Throwable throwable) {
        return new UserClient() {
            @Override
            public User findById(Long id) {
                log.error("查询用户异常", throwable);
                return new User();
            }
        };
    }
}

第二步：在feing-api项目中的DefaultFeignConfiguration类中将UserClientFallbackFactory注册为一个Bean

@Bean
public UserClientFallbackFactory userClientFallbackFactory() {
	return new UserClientFallbackFactory();
}

第三步：在feing-api项目中的UserClient接口中使用UserClientFallbackFactory

@FeignClient(value = "userservice", fallbackFactory = UserClientFallbackFactory.class)

最后测试：重启order微服务，访问一次订单查询业务，然后查看sentinel控制台，可以看到新的簇点链路

2.3 小结

Sentinel支持的雪崩解决方案：
- 线程隔离（仓壁模式）
- 降级熔断
Feign整合Sentinel的步骤：
- 在application.yml中配置：feign.sentienl.enable=true
- 给FeignClient编写FallbackFactory并注册为Bean
- 将FallbackFactory配置到FeignClient

3. 线程隔离（舱壁模式）

3.1 线程隔离的实现方式

线程池隔离：给每个服务调用业务分配一个线程池，利用线程池本身实现隔离效果
信号量隔离：不创建线程池，而是计数器模式，记录业务使用的线程数量，达到信号量上限时，禁止新的请求。
二者优缺点对比：

3.2 sentinel的线程隔离

3.2.1 用法说明

在添加限流规则时，可以选择两种阈值类型：

QPS：就是每秒的请求数，在快速入门中已经演示过
线程数：是该资源能使用用的tomcat线程数的最大值。也就是通过限制线程数量，实现线程隔离（舱壁模式）

3.2.2 案例

需求：给 order-service服务中的UserClient的查询用户接口设置流控规则，线程数不能超过 2。然后利用jemeter测试。
步骤1：配置隔离规则
选择feign接口后面的流控按钮：

填写表单：

结果：

步骤2：Jmeter测试
选择《阈值类型-线程数<2》并启动

一次发出10个请求，有较大概率并发线程数超过2，而超出的请求会走之前定义的失败降级逻辑。
查看运行结果：

发现虽然结果都是通过了，不过部分请求得到的响应是降级返回的null信息。

3.3 小结

线程隔离的两种手段是？
- 信号量隔离
- 线程池隔离
信号量隔离的特点是？
- 基于计数器模式，简单，开销小
线程池隔离的特点是？
- 基于线程池模式，有额外开销，但隔离控制更强

4. 熔断降级

4.1 断路器与状态机

熔断降级是解决雪崩问题的重要手段。其思路是由断路器统计服务调用的异常比例、慢请求比例，如果超出阈值则会熔断该服务。即拦截访问该服务的一切请求；而当服务恢复时，断路器会放行访问该服务的请求。
断路器控制熔断和放行是通过状态机来完成的：
状态机包括三个状态：
- closed：关闭状态，断路器放行所有请求，并开始统计异常比例、慢请求比例。超过阈值则切换到open状态
- open：打开状态，服务调用被熔断，访问被熔断服务的请求会被拒绝，快速失败，直接走降级逻辑。Open状态5秒后会进入half-open状态
- half-open：半开状态，放行一次请求，根据执行结果来判断接下来的操作。
  - 请求成功：则切换到closed状态
  - 请求失败：则切换到open状态
断路器熔断策略有三种：慢调用、异常比例、异常数

4.2 熔断策略1：慢调用

慢调用：业务的响应时长（RT）大于指定时长的请求认定为慢调用请求。在指定时间内，如果请求数量超过设定的最小数量，慢调用比例大于设定的阈值，则触发熔断。

例如

解读：RT超过500ms的调用是慢调用，统计最近10000ms内的请求，如果请求量超过10次，并且慢调用比例不低于0.5，则触发熔断，熔断时长为5秒。然后进入half-open状态，放行一次请求做测试。

案例需求：给UserClient的查询用户接口设置降级规则，慢调用的RT阈值为50ms，统计时间为1秒，最小请求数量为5，失败阈值比例为0.4，熔断时长为5

4.2.1 设置慢调用

提示：通过休眠模拟一个延迟时间：修改user-service中的/user/{id}这个接口的业务。

访问测试发现：仅101会触发熔断，而102及其他不会触发，ok
此时，orderId=101的订单，关联的是id为1的用户，调用时长为903ms

orderId=102的订单，关联的是id为2的用户，调用时长为非常短，仅为37ms