SpringCloud —— Hystrix 断路器

其他 2020-04-25 10:02:52 阅读次数: 0

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SpringCloud —— OpenFeign

SpringCloud —— Hystrix 简介

文章目录

高并发测试

在进行高并发测试之前，先来看下单个请求的，可以发现，请求 http://localhost:8001/payment/hystrix/ok/1
的时候响应很快

在这里插入图片描述
使用 JMeter 工具模仿高并发，设置 20000 个并发去访问 8001，20000 个请求都是访问 http://localhost:8001/payment/hystrix/timeout/1

然后再去访问 http://localhost:8001/payment/hystrix/ok/1

先清空控制台
在这里插入图片描述
启动 JMeter 工具，设置好 200 个线程，循环 100 次，也就是 20000 次请求
在这里插入图片描述
启动高并发访问
在这里插入图片描述
在使用高并发测再去访问的时候可以发现访问 http://localhost:8001/payment/hystrix/ok/1
的时候也需要等待了
在这里插入图片描述
控制台输出：可右边的滚动条可以发现 timeout 确实接收到了很多的请求
在这里插入图片描述

为什么会卡死

也就是说，当一大波请求去访问 http://localhost:8001/payment/hystrix/timeout/1 的时候，http://localhost:8001/payment/hystrix/ok/1 也被拖慢了

tomcat 的默认的工作线程数被打满了（　Windows 每个进程中的线程数不允许超过 2000），没有多余的线程来分解压力和处理

上面仅仅是服务提供者 8001 自己测试，假如此时外部的消费者 80 也来访问，那么消费者只能干等，最终导致消费者 80 不满意，服务端 8001 直接崩了

新建 Module 80（消费者）

添加依赖

<dependencies>
    <!--openfeign-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
    </dependency>
    <!--hystrix-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
    </dependency>
    <!--eureka client-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
    </dependency>
    <!-- 引入自己定义的api通用包，可以使用Payment支付Entity -->
    <dependency>
        <groupId>com.atguigu.springcloud</groupId>
        <artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
        <version>${project.version}</version>
    </dependency>
    <!--web-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
    </dependency>
    <!--一般基础通用配置-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
        <scope>runtime</scope>
        <optional>true</optional>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

编写 application.yml 文件

server:
  port: 80

eureka:
  client:
    register-with-eureka: false
    service-url:
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/

编写启动类

package com.java.springcloud;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.openfeign.EnableFeignClients;

/**
 * @author Woo_home
 * @create 2020/3/28 13:59
 */

@SpringBootApplication
@EnableFeignClients
public class HystrixOrderMain80 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(HystrixOrderMain80.class,args);
    }
}

编写业务接口

package com.java.springcloud.service;

import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;

/**
 * @author Woo_home
 * @create 2020/3/28 14:00
 */

@Component
@FeignClient(name = "DEMO-PROVIDER-HYSTRIX-PAYMENT") // 上述 8001 的服务实例名称
public interface PaymentHystrixService {

    @GetMapping(value = "/payment/hystrix/ok/{id}")
    public String paymentInfo_OK(@PathVariable("id") Integer id);

    @GetMapping(value = "/payment/hystrix/timeout/{id}")
    public String paymentInfo_Timeout(@PathVariable("id") Integer id);
}

编写 Controller

package com.java.springcloud.controller;

import com.java.springcloud.service.PaymentHystrixService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.annotation.Resource;

/**
 * @author Woo_home
 * @create 2020/3/28 14:03
 */

@RestController
@Slf4j
public class OrderHystrixController {

    @Resource
    private PaymentHystrixService paymentHystrixService;

    @GetMapping(value = "/consumer/payment/hystrix/ok/{id}")
    public String paymentInfo_OK(@PathVariable("id") Integer id) {
        String result = paymentHystrixService.paymentInfo_OK(id);
        return result;
    }

    @GetMapping(value = "/consumer/payment/hystrix/timeout/{id}")
    public String paymentInfo_Timeout(@PathVariable("id") Integer id) {
        String result = paymentHystrixService.paymentInfo_Timeout(id);
        return result;
    }

}

测试

未开启高并发请求的测试（跟上述一样使用 JMeter），正常访问

在这里插入图片描述
开启高并发之后访问，卡顿

在这里插入图片描述
总结：

  • 消费者要么转圈圈等待
  • 消费端要么超时错误
    在这里插入图片描述

服务降级

服务降级容错解决的维度要求

  • 如果出现超时导致服务器变慢（转圈），那么不再等待
  • 出错（宕机或程序运行出错）
  • 解决
    • 对方服务（8001）超时了，调用者（80）不能一直卡死等待，必须要有服务降级
    • 对方（8001）宕机了，调用者（80）不能一直卡死等待，必须要有服务降级
    • 对方服务（8001）OK 了， 调用者（80）自己出故障或有自我要求（自己的等待时间小于服务提供者）

服务降级配置

使用 @HystrixCommand 注解（一旦调用服务方法失败并抛出了错误信息后，会自动调用 @HystrixCommand 标注好的 fallbackMethod 调用类中的指定方法）

服务提供者超时设置

*设置服务提供者 8001 自身调用超时时间的峰值，峰值内可以正常运行，超过了需要有兜底的方法处理，做服务降级 fallback

修改服务提供者 8001 的 PaymentService
package com.java.springcloud.service;

import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixCommand;
import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixProperty;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * @author Woo_home
 * @create 2020/3/28 12:33
 */

@Service
public class PaymentService {

    /**
     * 正常访问
     * @param id
     * @return
     */
    public String paymentInfo_OK(Integer id) {
        return "线程池：" + Thread.currentThread().getName() + "paymentInfo_OK,id :" + id;
    }
	
	// ########## 新增注解 ##########
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentInfo_TimeoutHandler",commandProperties = {
            // 如果是 3 s 内就走正常逻辑，也就是服务自身调用的峰值
            @HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds",value = "3000")
    })
    public String paymentInfo_Timeout(Integer id) {
    	// 设置比上面大的时间
        int timeNumber = 5;
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(timeNumber);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "线程池：" + Thread.currentThread().getName() + " paymentInfo_timeout,id :" + id + "\t" + "耗时 " + timeNumber + " s";
    }

	// 服务降级会执行的方法
    public String paymentInfo_TimeoutHandler(Integer id) {
        return "线程池：" + Thread.currentThread().getName() + " paymentInfo_TimeoutHandler,id :" + id + "\t" + "进入 paymentInfo_TimeoutHandler 方法";

    }

}
修该服务提供者 8001 的启动类

增加 @EnableCircuitBreaker 注解
在这里插入图片描述

测试访问

可以发现，使用 @HystrixCommand 注解设置峰值为 3 s，超过这个峰值就会走 fallbackMethod 设置的的方法
在这里插入图片描述
结论：标注 @HystrixCommand 的方法如果超时异常或者计算异常都会 fallback

消费端超时设置

修改 application.yml 文件
server:
  port: 80

eureka:
  client:
    register-with-eureka: false
    service-url:
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/

feign:
  hystrix:
    enabled: true
修改提供者的超时设置为 5 s

在这里插入图片描述

修改消费端控制器代码
package com.java.springcloud.controller;

import com.java.springcloud.service.PaymentHystrixService;
import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixCommand;
import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixProperty;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import javax.annotation.Resource;

/**
 * @author Woo_home
 * @create 2020/3/28 14:03
 */

@RestController
@Slf4j
public class OrderHystrixController {

    @Resource
    private PaymentHystrixService paymentHystrixService;

    @GetMapping(value = "/consumer/payment/hystrix/ok/{id}")
    public String paymentInfo_OK(@PathVariable("id") Integer id) {
        String result = paymentHystrixService.paymentInfo_OK(id);
        return result;
    }

    @GetMapping(value = "/consumer/payment/hystrix/timeout/{id}")
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentTimeOutFallbackMethod",commandProperties = {
            // 如果是 1.5 s 内就走正常逻辑，也就是服务自身调用的峰值
            @HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds",value = "1500")
    })
    public String paymentInfo_Timeout(@PathVariable("id") Integer id) {
        String result = paymentHystrixService.paymentInfo_Timeout(id);
        return result;
    }

    public String paymentTimeOutFallbackMethod(@PathVariable("id") Integer id) {
        return "我是消费者 80，对方支付系统繁忙请 10 s 后再试或者自己运行出错检查自己";
    }
}

在这里插入图片描述

修改消费端启动类

加上 @EnableHystrix 注解

package com.java.springcloud;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.hystrix.EnableHystrix;
import org.springframework.cloud.openfeign.EnableFeignClients;

/**
 * @author Woo_home
 * @create 2020/3/28 13:59
 */

@SpringBootApplication
@EnableFeignClients
@EnableHystrix
public class HystrixOrderMain80 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(HystrixOrderMain80.class,args);
    }
}
测试访问

在这里插入图片描述

@DefaultProperties(defaultFallback = “”)

  • 1:1 每个方法配置一个服务降级方法，技术上可以，实际上不太可行
  • 1：N 除了个别重要核心业务有专属，其它普通的可以通过 @DefaultProperties(defaultFallback = “”) 统一跳转到统一处理结果页面

通用的和独享的各自分开，避免了代码膨胀，合理减少了代码量

修改消费端 OrderHystrixController
package com.java.springcloud.controller;

import com.java.springcloud.service.PaymentHystrixService;
import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.DefaultProperties;
import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixCommand;
import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixProperty;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.annotation.Resource;

/**
 * @author Woo_home
 * @create 2020/3/28 14:03
 */

@RestController
@Slf4j
@DefaultProperties(defaultFallback = "paymentGlobalFallbackMethod")
public class OrderHystrixController {

    @Resource
    private PaymentHystrixService paymentHystrixService;

    @GetMapping(value = "/consumer/payment/hystrix/ok/{id}")
    public String paymentInfo_OK(@PathVariable("id") Integer id) {
        String result = paymentHystrixService.paymentInfo_OK(id);
        return result;
    }

    @GetMapping(value = "/consumer/payment/hystrix/timeout/{id}")
    /*@HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentTimeOutFallbackMethod",commandProperties = {
            // 如果是 1.5 s 内就走正常逻辑，也就是服务自身调用的峰值
            @HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds",value = "1500")
    })*/
    @HystrixCommand
    public String paymentInfo_Timeout(@PathVariable("id") Integer id) {
        String result = paymentHystrixService.paymentInfo_Timeout(id);
        return result;
    }

    public String paymentTimeOutFallbackMethod(@PathVariable("id") Integer id) {
        return "我是消费者 80，对方支付系统繁忙请 10 s 后再试或者自己运行出错检查自己";
    }

    // 下面是全局 fallback
    public String paymentGlobalFallbackMethod() {
        return "Global 异常处理信息，请稍后再试";
    }
}
测试访问

在这里插入图片描述

FeignFallback

由于上面的代码耦合度较高，所以尽量使用接口的形式

新建 PaymentHystrixService 接口的实现类
package com.java.springcloud.service;

import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * @author Woo_home
 * @create 2020/3/28 16:32
 */

@Component // 记得加上注解
public class PaymentHystrixServiceImpl implements PaymentHystrixService {


    @Override
    public String paymentInfo_OK(Integer id) {
        return "------ PaymentHystrixService fallback paymentInfo OK";
    }

    @Override
    public String paymentInfo_Timeout(Integer id) {
        return "------ PaymentHystrixService fallback paymentInfo timeout";
    }
}
修改 PaymentHystrixService 代码
package com.java.springcloud.service;

import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;

/**
 * @author Woo_home
 * @create 2020/3/28 14:00
 */

@Component
// 使用实现类的返回信息，降低耦合度
@FeignClient(name = "DEMO-PROVIDER-HYSTRIX-PAYMENT",fallback = PaymentHystrixServiceImpl.class)
public interface PaymentHystrixService {

    @GetMapping(value = "/payment/hystrix/ok/{id}")
    public String paymentInfo_OK(@PathVariable("id") Integer id);

    @GetMapping(value = "/payment/hystrix/timeout/{id}")
    public String paymentInfo_Timeout(@PathVariable("id") Integer id);
}
测试访问

启动服务端 7001，提供者 8001，消费者 80，正常访问
在这里插入图片描述
故意关掉提供者 8001，模仿宕机，可以发现，页面返回了 PaymentHystrixService 实现类定义的信息
在这里插入图片描述

服务熔断

熔断机制概述

熔断机制是应对雪崩效应的一种微服务链路保护机制，当扇出链路的某个微服务出错不可用或者响应时间太长时，会进行服务的降级，进而熔断该节点微服务的调用，快速返回错误的响应信息

当检测到该节点微服务调用响应正常后，恢复调用链路

在 SpringCloud 框架里，熔断机制通过 Hystrix 实现，Hystrix 会监控微服务间调用的状况，当失败的调用到一定的阀值，缺省是 5 s 内 10 次调用失败，就会启动熔断机制，熔断机制的注解是 @HystrixCommand

修改服务提供者 8001 的 PaymentService 代码

package com.java.springcloud.service;

import cn.hutool.core.util.IdUtil;
import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixCommand;
import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixProperty;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * @author Woo_home
 * @create 2020/3/28 12:33
 */

@Service
public class PaymentService {

    /**
     * 正常访问
     * @param id
     * @return
     */
    public String paymentInfo_OK(Integer id) {
        return "线程池：" + Thread.currentThread().getName() + "paymentInfo_OK,id :" + id;
    }

    // ########## 新增注解 ##########
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentInfo_TimeoutHandler",commandProperties = {
            // 如果是 3 s 内就走正常逻辑，也就是服务自身调用的峰值
            @HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds",value = "5000")
    })
    public String paymentInfo_Timeout(Integer id) {
        // 设置比上面小的时间
        int timeNumber = 3;
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(timeNumber);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "线程池：" + Thread.currentThread().getName() + " paymentInfo_timeout,id :" + id + "\t" + "耗时 " + timeNumber + " s";
    }

    // 服务降级会执行的方法
    public String paymentInfo_TimeoutHandler(Integer id) {
        return "线程池：" + Thread.currentThread().getName() + " 系统繁忙，请稍后再试 " + id + "\t" + "进入 paymentInfo_TimeoutHandler 方法";

    }

    // ====== 服务熔断
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentCircuitBreaker_fallback",commandProperties = {
            @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.enabled",value = "true"),// 是否开启断路器
            @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.requestVolumeThreshold",value = "10"),// 请求次数
            @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.sleepWindowInMilliseconds",value = "10000"), // 时间窗口期
            @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.errorThresholdPercentage",value = "60"),// 失败率达到多少后跳闸
    })
    public String paymentCircuitBreaker(@PathVariable("id") Integer id)
    {
        if(id < 0)
        {
            throw new RuntimeException("****** id 不能负数");
        }
        String serialNumber = IdUtil.simpleUUID();

        return Thread.currentThread().getName()+"\t"+"调用成功，流水号: " + serialNumber;
    }
    public String paymentCircuitBreaker_fallback(@PathVariable("id") Integer id) {
        return "id 不能负数，请稍后再试 id: " +id;
    }
}

其中上面的配置是从 HystrixCommandProperties 中拿的， Hystrix 全部配置都在这个类里面
在这里插入图片描述

修改服务提供者 8001 的控制器代码

增加以下代码
在这里插入图片描述

测试访问

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
当多次错误请求后会出现下面的情况（说明启动了服务熔断），得过段时间才能正确访问
在这里插入图片描述

结论

熔断类型：

  • 熔断打开：请求不再进行调用当前服务，内部设置时钟一般为 MTTR （平均故障处理时间，当打开时长达到所设时钟则进入半熔断状态）
  • 熔断关闭：熔断关闭不会对服务进行熔断
  • 熔断半开：部分请求根据规则调用当前服务，如果请求成功且符合规则则认为当前服务恢复正常，关闭熔断
断路器在什么情况下开始起作用？

在这里插入图片描述
涉及到断路器的三个重要参数：快照时间窗、请求总数阀值、错误百分比阀值

  • 快照时间窗：断路器确定是否打开需要统计一些请求和错误数据，而统计的时间范围就是快照时间窗，默认为最近的 10 s
  • 请求总数阀值：在快照时间窗内，必须满足请求总数阀值才有资格熔断。默认为 20，意味着在 10s 内，如果该 Hystrix 命令的调用次数不足 20 次，即使所有的请求都超时或其他原因失败，断路器都不会打开
  • 错误百分比阀值：当请求总数在快照时间窗内超过了阀值，比如发生了 30 次调用，如果在这 30 次调用中，有 15 次发生了超时异常，也就是超过了 50% 的错误百分比，在默认的设定 50% 阀值情况下，这时候就会将断路器打开
断路器开启或者关闭的条件
  • 当满足一定的阀值的时候（默认 10 s 内超过 20 个请求次数）
  • 当失败率达到一定的时候（默认 10 s 内超过 50% 的请求失败）
  • 到达以上阀值，断路器将会开启
  • 当开启的时候，所有请求都不会进行转发
  • 一段时间后（默认为 5 s），这个时候断路器是半开状态，会让其中一个请求进行转发。如果成功，断路器会关闭，若失败，则继续开启，重复 4 和 5 步骤
断路器打开之后

1、再有请求调用的时候，将不会调用主逻辑，而是直接调用降级 fallback。通过断路器，实现了自动地发现错误并将降级逻辑切换为主逻辑，减少响应延迟的效果

2、原来的主逻辑要如何恢复？

对于这一问题，Hystrix 也为我们实现了自动恢复功能，当断路器打开，对主逻辑进行熔断之后，Hystrix 会启动一个休眠时间窗，在这个时间窗内，降级逻辑是临时的成为主逻辑，当休眠时间窗到期，断路器将进入半开状态，释放一次请求到原来的主逻辑上，如果此次请求正常返回，那么断路器将继续闭合主逻辑恢复，如果这次请求依然有问题，断路器继续进入打开状态，休眠时间窗重新计时

完整代码已上传至码云，感兴趣的朋友可以下载测试下 代码地址

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