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Spring Cloud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阈值, 缺省是5秒内20次调用失败,就会启动熔断机制。熔断机制的注解是@HystrixCommand.

大神论文：https://martinfowler.com/bliki/CircuitBreaker.html

实操

修改cloud-provider-hystrix-payment8001

PaymentService

  1.  // ======== 服务熔断
  2. @HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentCircuitBreaker_fallback",commandProperties = {
  3.   @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.enabled", value = "true"),//是否开启断路器
  4.   @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.requestVolumeThreshold", value = "10"),//请求数达到后才计算
  5.   @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.sleepWindowInMilliseconds", value = "10000"),//休眠时间窗
  6.   @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.errorThresholdPercentage", value = "60"), //错误率达到多少跳闸
  7. })
  8. public String paymentCircuitBreaker(@PathVariable("id") Integer id) {
  9.     if(id < 0){
  10.         throw  new RuntimeException("****id 不能为负数");
  11.     }
  12.     String serialNumber = IdUtil.simpleUUID();
  14.     return  Thread.currentThread().getName() + "\t" + "调用成功，流水号：" + serialNumber;
  15. }
  17. public String paymentCircuitBreaker_fallback(@PathVariable("id") Integer id){
  18.     return "id 不能为负数,请稍后再试， o(╥﹏╥)o id: " + id;
  19. }

image.png

PaymentController

  1. // 服务熔断
  2. @GetMapping("/payment/circuit/{id}")
  3. public String paymentCircuitBreaker(@PathVariable("id") Integer id) {
  4.     String result = paymentService.paymentCircuitBreaker(id);
  5.     log.info("*****result: " + result);
  6.     return result;
  7. }

测试

自测cloud-provider-hystrix-payment8001
正确：http://localhost:8001/payment/circuit/31
错误：http://localhost:8001/payment/circuit/-31
一次正确一次错误try try
重点测试多次错误, 然后慢慢正确,发现刚开始不满足条件,就算是正确的访问也不能进行

原理/小总结

大神结论

image.png
image.png

熔断类型

熔断打开

请求不再调用当前服务, 内部设置一般为MTTR(平均故障处理时间),当打开长达导所设时钟则进入半熔断状态

熔断关闭

熔断关闭后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

官网断路器流程图

12 Hystrix-服务熔断 - 图4

官网步骤

image.png

断路器在什么情况下开始起作用

image.png
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。

  1. 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秒。
  2. 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10秒内，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。
  3. 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50%的错误百分比，在默认设定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

  1. 当满足一定的阈值的时候 (默认10秒钟超过20个请求次数)
  2. 当失败率达到一定的时候 (默认10秒内超过50%的请求次数)
  3. 到达以上阈值,断路器将会开启
  4. 当开启的时候,所有请求都不会进行转发
  5. 一段时间之后 (默认5秒),这个时候断路器是半开状态,会让其他一个请求进行转发. 如果成功,断路器会关闭,若失败,继续开启.重复4和5

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呢?
    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, 那么断路器将进行闭合,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。

all配置

  1. @HystrixCommand(fallbackMethod = "fallbackMethod", 
  2.                 groupKey = "strGroupCommand", 
  3.                 commandKey = "strCommand", 
  4.                 threadPoolKey = "strThreadPool",
  6.                 commandProperties = {
  7.                     // 设置隔离策略，THREAD 表示线程池 SEMAPHORE：信号池隔离
  8.                     @HystrixProperty(name = "execution.isolation.strategy", value = "THREAD"),
  9.                     // 当隔离策略选择信号池隔离的时候，用来设置信号池的大小（最大并发数）
  10.                     @HystrixProperty(name = "execution.isolation.semaphore.maxConcurrentRequests", value = "10"),
  11.                     // 配置命令执行的超时时间
  12.                     @HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.timeoutinMilliseconds", value = "10"),
  13.                     // 是否启用超时时间
  14.                     @HystrixProperty(name = "execution.timeout.enabled", value = "true"),
  15.                     // 执行超时的时候是否中断
  16.                     @HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.interruptOnTimeout", value = "true"),
  17.                     // 执行被取消的时候是否中断
  18.                     @HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.interruptOnCancel", value = "true"),
  20.                     // 允许回调方法执行的最大并发数
  21.                     @HystrixProperty(name = "fallback.isolation.semaphore.maxConcurrentRequests", value = "10"),
  22.                     // 服务降级是否启用，是否执行回调函数
  23.                     @HystrixProperty(name = "fallback.enabled", value = "true"),
  25.                     // 是否启用断路器
  26.                     @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.enabled", value = "true"),
  27.                     // 该属性用来设置在滚动时间窗中，断路器熔断的最小请求数。例如，默认该值为 20 的时候，如果滚动时间窗（默认10秒）内仅收到了19个请求， 即使这19个请求都失败了，断路器也不会打开。
  28.                     @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.requestVolumeThreshold", value = "20"),
  29.                     // 该属性用来设置在滚动时间窗中，表示在滚动时间窗中，在请求数量超过 circuitBreaker.requestVolumeThreshold 的情况下，如果错误请求数的百分比超过50, 就把断路器设置为 "打开" 状态，否则就设置为 "关闭" 状态。
  30.                     @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.errorThresholdPercentage", value = "50"),
  31.                     // 该属性用来设置当断路器打开之后的休眠时间窗。 休眠时间窗结束之后，会将断路器置为 "半开" 状态，尝试熔断的请求命令，如果依然失败就将断路器继续设置为 "打开" 状态，如果成功就设置为 "关闭" 状态。
  32.                     @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.sleepWindowinMilliseconds", value = "5000"),
  33.                     // 断路器强制打开
  34.                     @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.forceOpen", value = "false"),
  35.                     // 断路器强制关闭
  36.                     @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.forceClosed", value = "false"),
  38.                     // 滚动时间窗设置，该时间用于断路器判断健康度时需要收集信息的持续时间
  39.                     @HystrixProperty(name = "metrics.rollingStats.timeinMilliseconds", value = "10000"),
  40.                     // 该属性用来设置滚动时间窗统计指标信息时划分"桶"的数量，断路器在收集指标信息的时候会根据设置的时间窗长度拆分成多个 "桶" 来累计各度量值，每个"桶"记录了一段时间内的采集指标。
  41.                     // 比如 10 秒内拆分成 10 个"桶"收集这样，所以 timeinMilliseconds 必须能被 numBuckets 整除。否则会抛异常
  42.                     @HystrixProperty(name = "metrics.rollingStats.numBuckets", value = "10"),
  43.                     // 该属性用来设置对命令执行的延迟是否使用百分位数来跟踪和计算。如果设置为 false, 那么所有的概要统计都将返回 -1。
  44.                     @HystrixProperty(name = "metrics.rollingPercentile.enabled", value = "false"),
  45.                     // 该属性用来设置百分位统计的滚动窗口的持续时间，单位为毫秒。
  46.                     @HystrixProperty(name = "metrics.rollingPercentile.timeInMilliseconds", value = "60000"),
  47.                     // 该属性用来设置百分位统计滚动窗口中使用 “ 桶 ”的数量。
  48.                     @HystrixProperty(name = "metrics.rollingPercentile.numBuckets", value = "60000"),
  49.                     // 该属性用来设置在执行过程中每个 “桶” 中保留的最大执行次数。如果在滚动时间窗内发生超过该设定值的执行次数，
  50.                     // 就从最初的位置开始重写。例如，将该值设置为100, 滚动窗口为10秒，若在10秒内一个 “桶 ”中发生了500次执行，
  51.                     // 那么该 “桶” 中只保留 最后的100次执行的统计。另外，增加该值的大小将会增加内存量的消耗，并增加排序百分位数所需的计算时间。
  52.                     @HystrixProperty(name = "metrics.rollingPercentile.bucketSize", value = "100"),
  53.                     // 该属性用来设置采集影响断路器状态的健康快照（请求的成功、 错误百分比）的间隔等待时间。
  54.                     @HystrixProperty(name = "metrics.healthSnapshot.intervalinMilliseconds", value = "500"),
  56.                     // 是否开启请求缓存
  57.                     @HystrixProperty(name = "requestCache.enabled", value = "true"),
  58.                     // HystrixCommand的执行和事件是否打印日志到 HystrixRequestLog 中
  59.                     @HystrixProperty(name = "requestLog.enabled", value = "true"),
  61.                 },
  62.                 threadPoolProperties = {
  63.                     // 该参数用来设置执行命令线程池的核心线程数，该值也就是命令执行的最大并发量
  64.                     @HystrixProperty(name = "coreSize", value = "10"),
  65.                     // 该参数用来设置线程池的最大队列大小。当设置为 -1 时，线程池将使用 SynchronousQueue 实现的队列，否则将使用 LinkedBlockingQueue 实现的队列。
  66.                     @HystrixProperty(name = "maxQueueSize", value = "-1"),
  67.                     // 该参数用来为队列设置拒绝阈值。 通过该参数， 即使队列没有达到最大值也能拒绝请求。
  68.                     // 该参数主要是对 LinkedBlockingQueue 队列的补充,因为 LinkedBlockingQueue 队列不能动态修改它的对象大小，而通过该属性就可以调整拒绝请求的队列大小了。
  69.                     @HystrixProperty(name = "queueSizeRejectionThreshold", value = "5"),
  70.                 }
  71.                )
  72. public String strConsumer() {
  73.     return "2020";
  74. }

服务限流

后面高级篇讲解alibaba的Sentinel说明

hystrix工作流程

https://github.com/Netflix/Hystrix/wiki/How-it-Works
官网图例

12 Hystrix-服务熔断 - 图7

步骤说明
image.png

服务监控hystrixDashboard

除了隔离依赖服务的调用以外，Hystrix还提供 了准实时的调用监控(Hystrix Dashboard)，Hystrix会持续地记录所有通过Hystrix发起的请求的执行信息，以统计报表和图形的形式展示给用户，包括每秒执行多少请求多少成功,多少失败等。Netflix通过hystrix- metrics-event-stream项目实现了对以上指标的监控。Spring Cloud也提供了Hystrix Dashboard的整合,对监控内容转化成可视化界面。

新建cloud-consumer-hystrix-dashboard9001

POM

  1. <description>hystrix监控</description>
  3. <dependencies>
  4.   <!--hystrix dashboard-->
  5.   <dependency>
  6.     <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  7.     <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix-dashboard</artifactId>
  8.   </dependency>
  9.   <!--监控-->
  10.   <dependency>
  11.     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  12.     <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
  13.   </dependency>
  14.   <!--热部署-->
  15.   <dependency>
  16.     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  17.     <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
  18.     <scope>runtime</scope>
  19.     <optional>true</optional>
  20.   </dependency>
  21.   <dependency>
  22.     <groupId>org.projectlombok</groupId>
  23.     <artifactId>lombok</artifactId>
  24.     <optional>true</optional>
  25.   </dependency>
  26.   <dependency>
  27.     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  28.     <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
  29.     <scope>test</scope>
  30.   </dependency>
  31. </dependencies>

yml

server:
  port: 9001

启动类

@SpringBootApplication
@EnableHystrixDashboard
public class HystrixDashboardMain9001 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(HystrixDashboardMain9001.class);
    }
}

所有Provider服务提供类加入pom依赖

所有Provider微服务提供类(8001/8002/8003)都需要监控依赖部署

<!--监控-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>

测试

启动cloud-consumer-hystrix-dashboard9001

http://localhost:9001/hystrix 出现此界面说明成功
12 Hystrix-服务熔断 - 图9

修改cloud-provider-hystrix-payment8001

注意:新版本Hystrix需要在主启动中指定监控路径
否则会出现Unable to connect to Command Metric Stream 404

public class PaymentHystrixMain8001 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(PaymentHystrixMain8001.class, args);
    }

    /**
     * 此配置是为了服务监控而配置，与服务容错本身无观，springCloud 升级之后的坑
     * ServletRegistrationBean因为springboot的默认路径不是/hystrix.stream
     * 只要在自己的项目中配置上下面的servlet即可
     * @return
     */
    @Bean
    public ServletRegistrationBean getServlet(){
        HystrixMetricsStreamServlet streamServlet = new HystrixMetricsStreamServlet();
        ServletRegistrationBean<HystrixMetricsStreamServlet> registrationBean = new ServletRegistrationBean<>(streamServlet);
        registrationBean.setLoadOnStartup(1);
        registrationBean.addUrlMappings("/hystrix.stream");
        registrationBean.setName("HystrixMetricsStreamServlet");
        return registrationBean;
    }
}

填写监控地址

http://localhost:8001/hystrix.stream
image.png

测试地址

http://localhost:8001/payment/circuit/31
http://localhost:8001/payment/circuit/-31
先访问正确地址,再访问错误地址,再正确地址,会发现图标断路器都是慢慢放开的.

监控”成功”结果
image.png

监控”失败”结果
image.png

如何看

七色
image.png

1圈

实心圆:共有两种含义。它通过颜色的变化代表了实例的健康程度,它的健康度从绿色<黄色<橙色<红色递减。
该实心圆除了颜色的变化之外，它的大小也会根据实例的请求流量发生变化，流量越大该实心圆就越大。所以通过该实心圆的展示,就可以在大量的实例中快速的发现故障实例和高压力实例。

1线

曲线:用来记录2分钟内流量的相对变化,可以通过它来观察到流量的上升和下降趋势。

整图说明12 Hystrix-服务熔断 - 图14

整图说明2
1542615-20200823160053794-1424821807.png

搞懂一个才能看懂复杂的
1542615-20200823160102259-1255809470.png