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白话SpringCloud | 第五章：服务容错保护(Hystrix)

發布時間：2025/3/14 javascript 18 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了白话SpringCloud | 第五章：服务容错保护(Hystrix) 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

前言

前一章節，我們知道了如何利用RestTemplate+Ribbon和Feign的方式進行服務的調用。在微服務架構中，一個服務可能會調用很多的其他微服務應用，雖然做了多集群部署，但可能還會存在諸如網絡原因或者服務提供者自身處理的原因，或多或少都會出現請求失敗或者請求延遲問題，若服務提供者長期未對請求做出回應，服務消費者又不斷的請求下，可能就會造成服務提供者服務崩潰，進而服務消費者也一起跟著不可用，嚴重的時候就發生了系統雪崩了。鑒于此，產生了斷路器等一系列的服務保護機制。本章節，就來說下如何利用Hystrix進行容錯處理。

一點知識
- 容錯處理手段
- 雪崩效應
- 熔斷器
Hystrix實踐
- 何為Hystrix
- 常規方式整合Hystrix
- Feign整合Hystrix
參考資料
總結
最后
老生常談

一點知識

按照此系列的慣例，我們先來了解下一些相關的知識。

注：以下部分內容轉至大佬純潔的微笑：熔斷器Hystrix。

容錯處理手段

容錯處理是指軟件運行時，能對由非正常因素引起的運行錯誤給出適當的處理或信息提示，使軟件運行正常結束——百度百科

從百度百科的解釋中可以看出，簡單理解，所謂的容錯處理其實就是捕獲異常了，不讓異常影響系統的正常運行，正如java中的try catch一樣。

而在微服務調用中，自身異常可自行處理外，對于依賴的服務若發生錯誤，或者調用異常，或者調用時間過長等原因時，避免長時間等待，造成系統資源耗盡。
一般上都會通過設置請求的超時時間，如http請求中的ConnectTimeout和ReadTimeout；再或者就是使用熔斷器模式，隔離問題服務，防止級聯錯誤等。

雪崩效應

在微服務架構中，存在很多的微服務單元，各個微服務之間通過網絡進行通訊，難免出現依賴關系，若某一個單元出現故障，就很容易因依賴關系而引發故障的蔓延，產生“雪崩效應”，最終導致整個系統的癱瘓。

下面這張圖，相比大家都有看過了。

如圖所示：A作為服務提供者，B為A的服務消費者，C和D是B的服務消費者。A不可用引起了B的不可用，并將不可用像滾雪球一樣放大到C和D時，雪崩效應就形成了。也就應了那句話：星星之火，可以燎原！

熔斷器

熔斷器，和現實生活中的空氣開關作用很像。它可以實現快速失敗，如果它在一段時間內偵測到許多類似的錯誤，會強迫其以后的多個調用快速失敗，不再訪問遠程服務器，從而防止應用程序不斷地嘗試執行可能會失敗的操作，使得應用程序繼續執行而不用等待修正錯誤，或者浪費CPU時間去等到長時間的超時產生。熔斷器也可以使應用程序能夠診斷錯誤是否已經修正，如果已經修正，應用程序會再次嘗試調用操作。

熔斷器模式就像是那些容易導致錯誤的操作的一種代理。這種代理能夠記錄最近調用發生錯誤的次數，然后決定使用允許操作繼續，或者立即返回錯誤。

可以看出，熔斷器一共有三種狀態，之間轉換關系如下：

關閉狀態
當熔斷器處于關閉狀態時，請求是可以被放行的；
當熔斷器統計的失敗次數觸發開關時，轉為打開狀態。
打開狀態
當熔斷器處于打開狀態時，所有請求都是不被放行的，直接返回失敗；
只有在經過一個設定的時間窗口周期后，熔斷器才會轉換到半開狀態
半開狀態
當熔斷器處于半開狀態時，當前只能有一個請求被放行；
這個被放行的請求獲得遠端服務的響應后，假如是成功的，熔斷器轉換為關閉狀態，否則轉換到打開狀態。

個人覺得，主要還是快速失敗，避免請求堆積，壓垮服務器。進而起到保護服務高可用的目的。

Hystrix實踐

何為Hystrix

Hystrix是一個實現了超時機制和斷路器模式的工具類庫。

Hystrix是有Netflix開源的一個延遲和容錯庫，用于隔離訪問遠程系統、服務或第三方庫，防止級聯失敗，從而提升系統的可用性和容錯性。

Hystrix容錯機制：

包裹請求：使用HystrixCommand包裹對依賴的調用邏輯，每個命令在獨立線程中執行，這是用到了設計模式“命令模式”。
跳閘機制：當某服務的錯誤率超過一定閾值時，Hystrix可以自動或手動跳閘，停止請求該服務一段時間。
資源隔離：Hystrix為每個依賴都維護了一個小型的線程池，如果該線程池已滿，發往該依賴的請求就被立即拒絕，而不是排隊等候，從而加速判定失敗。
監控：Hystrix可以近乎實時的監控運行指標和配置的變化。如成功、失敗、超時、被拒絕的請求等。
回退機制：當請求失敗、超時、被拒絕，或當斷路器打開時，執行回退邏輯。回退邏輯可自定義。
自我修復：斷路器打開一段時間后，會自動進入半開狀態，斷路器打開、關閉、半開的邏輯轉換。

下圖就是Hystrix的回退策略，防止級聯故障。

常規方式整合Hystrix

創建個工程spring-cloud-hystrix工程。
0.引入POM依賴。

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

1.啟動類，加入注解@EnableHystrix,同時申明一個實現負載均衡的RestTemplate。(關于消費者服務可查看：第四章：服務消費者(RestTemple+Ribbon+Feign)，這里不再闡述了。)

/*** 熔斷器示例* @author oKong**/ @SpringBootApplication @EnableHystrix @EnableDiscoveryClient @Slf4j public class HystrixApplication {public static void main(String[] args) throws Exception {SpringApplication.run(HystrixApplication.class, args);log.info("sprign-cloud-hystrix啟動!");}@Bean@LoadBalancedpublic RestTemplate restTemplat() {return new RestTemplate();}}

2.編寫一個測試類，加入@HystrixCommand，指定fallbackMethod方法。

RibbonController.java

/*** ribbon 常規方式-示例* @author oKong**/ @RestController @Slf4j public class RibbonController {@AutowiredRestTemplate restTemplate;@GetMapping("/ribbon")@HystrixCommand(fallbackMethod="fallback")public String hello(String name) {log.info("使用restTemplate調用服務，參數name:{}", name);return restTemplate.getForObject("http://eureka-client/hello?name=" + name, String.class);}/*** 發生熔斷時調用的方法* @param name* @param throwable 發生異常時的異常信息* @return*/public String fallback(String name,Throwable throwable) {log.error("熔斷發生了：{}", throwable);log.warn("restTemplate調用服務發生熔斷，參數name:{}", name);return "restTemplate調用服務發生熔斷，參數name：" + name;} }

注意：這里fallback方法加入了一個參數throwable，當發生熔斷時，可以獲悉發生熔斷的異常信息，便于定位問題和原因。

3.啟動應用，訪問：http://127.0.0.1:8038/ribbon?name=oKong 。正常情況下，spring-cloud-eureka-client應用正常運行時，返回正常結果：

現在我們停止提供者服務，再次訪問，可以看見已經進入熔斷方法了：

控制臺可以看見異常輸出：

由于實例尚未被剔除注冊中心的服務列表，所以提示是連接超時，等待一段時間后，再次訪問服務，可以看見是提示實例不存在了：

注意：對于@HystrixCommand注解，我們可以放在任何一個調用函數里面，以此實現調用方法發生異常或者錯誤時，可以快速返回，避免持續請求，造成資源的耗盡。

Feign整合Hystrix

如上小節說示例的，當我們方法很多時，要是分別編寫一個fallback估計也是崩潰的，雖然可以使用一個通用的fallback，但未進行特殊設置下，也是無法知道具體是哪個方法發生熔斷的。

而對于Feign，我們可以使用一種更加優雅的形式進行。我們可以指定@FeignClient注解的fallback屬性，或者是fallbackFactory屬性，后者可以獲取異常信息的。

修改spring-cloud-hystrix工程。

0.引入Feigin的POM依賴。

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

1.啟動類，加入@EnableFeignClients啟用Feign.

*** 熔斷器示例* @author oKong**/ @SpringBootApplication @EnableHystrix @EnableDiscoveryClient @EnableFeignClients @Slf4j public class HystrixApplication {public static void main(String[] args) throws Exception {SpringApplication.run(HystrixApplication.class, args);log.info("sprign-cloud-hystrix啟動!");}@Bean@LoadBalancedpublic RestTemplate restTemplat() {return new RestTemplate();}}

創建一個服務接口類IHelloClient.java，同時定義fallback或者fallbackFactory屬性值。注意：兩者同時設置時，優先調用fallback，fallbackFactory不進行調用了。

@FeignClient(name="eureka-client",/*fallback=HelloClientFailImpl.class,*/ fallbackFactory = HelloClientFallbackFactory.class) public interface IHelloClient {/*** 定義接口* @param name* @return*/@RequestMapping(value="/hello", method=RequestMethod.GET)public String hello(@RequestParam("name") String name); }

創建fallback和fallbackFactory屬性對應類。

HelloClientFailImpl.java

@Component("fallback") @Slf4j public class HelloClientFailImpl implements IHelloClient{@Overridepublic String hello(String name) {log.error("restTemplate調用[hello]服務發生熔斷，參數name:{}", name);return "restTemplate調用[hello]服務發生熔斷，參數name:" + name;} }

HelloClientFallbackFactory/java

@Component @Slf4j public class HelloClientFallbackFactory implements FallbackFactory<IHelloClient>{@Autowired@Qualifier("fallback")IHelloClient helloClient;@Overridepublic IHelloClient create(Throwable cause) {log.error("feign調用發生異常，觸發熔斷", cause);return helloClient;}}

可以知道，正常fallback就是一個接口的實現類，當發送異常時，會調用此接口實現類進行服務調用。而FallbackFactory是也是一個接口實現類，需要實現feign.hystrix.FallbackFactory<T>接口，在發生熔斷時，調用create方法，同時返回被調用接口的實現類，以便進行fallback處理。

3.配置文件開啟feign的熔斷器功能。

feign.hystrix.enabled=true

或者，申明一個Feign.Builder類也是可以的，我們從org.springframework.cloud.openfeign.FeignClientsConfiguration可以看出，啟用feign的條件：

所以正常，我們只需要在配置文件中加入feign.hystrix.enabled為true即可，注意:此屬性在IDE下未進行提示的。
或者就如此類一樣，申明一個bean：

@Bean public Feign.Builder feignHystrixBuilder() {return HystrixFeign.builder();}

也是可以的。

4.編寫一個測試類FeignController：

/*** feign 熔斷器示例* @author oKong**/ @RestController @Slf4j public class FeignController {@AutowiredIHelloClient helloClient;@GetMapping("/feign")public String hello(String name) {log.info("使用feign調用服務，參數name:{}", name);return helloClient.hello(name);}}

5.再次啟動應用，訪問：http://127.0.0.1:8038/feign?name=oKong ，正常調用如下：

關閉服務提供者，再次訪問，瀏覽器返回了錯誤提示：

同時，我們使用了FallbackFactory，控制臺打印出了具體異常：

針對熔斷超時時間等相關設置，可以通過@HystrixCommand注解的各屬性進行配置，主要還是commandProperties屬性值，具體的參數可查看com.netflix.hystrix.HystrixCommandProperties類，也可以針對某個調用方法進行特殊設置。具體的可以看看這篇文章：hystrix的基本介紹和配置屬性說明，或者可以去大佬程序員DD博客查閱下關于Hystrix相關知識點：服務容錯保護（Hystrix斷路器）【Dalston版】、服務容錯保護（Hystrix依賴隔離）【Dalston版】，版本雖然是D版的，但原理是差不多的~

參考資料

http://www.ityouknow.com/springcloud/2017/05/16/springcloud-hystrix.html

https://cloud.spring.io/spring-cloud-static/Finchley.SR1/single/spring-cloud.html#_circuit_breaker_hystrix_clients

總結

本章節主要講解了如何整合Hystrix。本身Hystrix已經包含了服務降級、依賴隔離、熔斷器等功能了，我們使用時并沒進行特殊設置，默認都是生效的。對于一些關于Hystrix的高級用法，比如信號量隔離、線程池的設置等等，還有一些像超時時間等，由于此方面了解的不多，這里就不班門弄斧了。大家可去官方網站或者谷歌搜索下相關材料下，對于一些業務場景，可進行一些自定義設置。主要還是針對@HystrixCommand注解的相關配置。關于調用統一異常的處理相關實踐，比如當提供方異常時，調用方如何進行統一異常處理，或者服務不可用時，進行統一的異常捕獲，告知外圍調用者服務不可用等信息。這些相關實踐部分會在之后的實踐篇系列文章中進行闡述的，也許不是最佳的實踐，僅希望提供一個參考方案吧。這里就不表了，敬請期待~

最后

目前互聯網上大佬都有分享SpringCloud系列教程，內容可能會類似，望多多包涵了。原創不易，碼字不易，還希望大家多多支持。若文中有錯誤之處，還望提出，謝謝。

老生常談

個人QQ：499452441
微信公眾號：lqdevOps

個人博客：http://blog.lqdev.cn

源碼示例：https://github.com/xie19900123/spring-cloud-learning

原文地址：http://blog.lqdev.cn/2018/09/23/SpringCloud/chapter-five/

轉載于:https://www.cnblogs.com/okong/p/springcloud-five.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的白话SpringCloud | 第五章：服务容错保护(Hystrix)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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