浅谈微服务中限流熔断降级的方法论

一、确定范围

1.1 限流

    易波动或者对波动比较敏感;容易影响整体的;不能预测上游行为,或者不能预测下游行为,依赖的上下游有不可预测的行为体。要不要做熔断降级的核心点在于是否可控,有没有不可控因素。

1.1.1 需要提前做限流的接口

  • 1、容易出问题的,比如经常性能有大波动的;

  • 2、速度慢的,速度慢会导致资源长时间不能释放;

  • 3、单次请求消耗的资源多的;

  • 4、请求量大占用总资源多的;

  • 5、涉及到容易构成瓶颈的资源,比如会导致串行,避免长事务;

    • 事务内调用了外部接口,为了避免连接不能释放应提前做好熔断,比如响应时间设置;
    • 需要请求一个公共的锁,导致大量排队
  • 6、请求量波动很大的,比如搞活动的接口;

  • 7、提供给外部系统的接口,主要是难以预测变化的;

  • 8、容易积压的业务,积压后会导致影响其他业务;

  • 9、下游行为不能预测或者下游依赖性能波动大服务 需要自我做限流熔断,比如依赖的是大数据,公共数据服务;

    • 依赖大数据的接口,大数据性能波动大的业务;
    • 需要往公共数据服务里写数据;
    • 查了下游提供的ES数据,通用时不能预知会发生什么;
    • 调用了第三方的接口

1.1.2 资源分配流控

对于通用性或者有多个上游的服务,往往需要做好资源分配,以保障隔离

  • 1、通用的公共组件对外提供接口、ES等;
  • 2、服务于多个业务方,避免连锁反应

1.2、熔断

   逻辑有错,积压,负载高等

1.2.1 熔断

  • 1、影响数据准确性,多一个请求多一条脏数据;
  • 2、逻辑存在错误,引发其他系统数据错误;
  • 3、接口过慢,引发连锁反应;
  • 4、本系统负载已经过高,已经有积压;

1.2.2 注意事项

不要随意为了解决问题而在任意节点熔断限流,要评估对数据的影响,是否会引起数据错误或者熔断后能不能做补偿恢复;

二、阈值设置

2.1 需要满足两方面

  • 1、需求目标期望值;
  • 2、资源允许资源占用的量 不要从系统有多少资源来设置;

考虑其他接口未来的占用和需要预留的容量,不同系统预留的容量不一样。为了保证稳定,核心系统一般至少预留出3倍的容量,也就是正常不使用超过30%的资源。

阈值 = 分配的资源容量能达到的量 * 预留倍数

设置根据的是实际需要和能分配的资源量,而不是根据压测的实际数量来。

2.2 设置依据

  • 1、压测
  • 2、历史监控观测结果
  • 3、估算
    设置阈值时,因为并不总是有条件进行压测,就需要进行估算,此时应该先评估接口各类资源的大致平均消耗,计算得出不同资源允许的占用量能达到的请求数。

2.2.1 容量评估计算

总体思路为估算,链路上涉及资源的平均消耗来除以总量来进行计算。
每秒接口处理时间总耗时 = qps * 平均响应时间

175qps * 32ms = 5.6s 
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CPU 100%利用率每秒接口总处理时长 = 每秒实际时长 / CPU利用率

5.6s / 15%(cpu usage) = 37s 
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最大吞吐实际所需线程数 = CPU 100%利用率每秒接口总处理时长

= 37 < 200(默认大小)
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平均CPU : IO等非CPU耗时 = 核数:CPU 100%利用率每秒接口总处理时长

2/37s (cpu核数)= 1:19 
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CPU实际能达到的最大吞吐 = CPU 100%利用率每秒接口总处理时长 / 平均响应时间

= 37 / 0.032 = 1100qps
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目前假设线程数为25,最大吞吐为 = 线程数 / 平均响应时间

= 25 / 0.032 = 781
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781 < 1100 , 线程数构成CPU瓶颈;

假设有连接数据库,共10个连接,每个接口平均耗时数据库请求20ms(或者用平均请求次数(sql总qps/接口请求次数)和sql平均耗时算);
则数据库连接吞吐为=资源总数/平均耗时

= 10 / 20ms = 500qps 
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500 < 781 ,则数据库连接又构成线程的瓶颈;
在2核,25线程,10连接的情况下最终最大吞吐 = min(cpu,线程数,连接数) = 500
反向计算,从允许的资源推出允许的阈值

三、Sentinel支持的功能

Fegin和Dubbo等默认不走网关,而且现在所有的项目都已经有sentinel相关配置,因此做到对应服务上即可。

  • 1、区分来源限流

对不同的来源设置不同的限流规则。默认只支持ip,服务名称,接入方等需要扩展返回来源的API;

  • 2、针对热点参数限流

根据参数位置,将对应参数的不同值单独统计限流。如果不能从参数取值,而是在上下文之类的地方可以通过Sphu.entry来设置。目前nacos存的数据和监听获取的数据格式不一致,暂未解决。

  • 3、系统性能指标

CPU、RT、QPS等,目前有功能但是不好使。未定位到问题

  • 4、接口分级和批量降级

根据重要程度对接口进行划分,故障时优先保障核心功能。

对某一类接口限流,通过配置成同名的资源实现。可实现核心和非核心的区分,通过降级非核心来保证核心。

四、建议

及时做好流量预估、扩容和优化,保证正常使用,避免出现需要熔断降级的情况。熔断降级是非正常情况下的手段。

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转载自juejin.im/post/7216915438298677306