Spring Cloud Hystrix实现服务短路和服务降级

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 Spring Cloud Ribbon实现负载均衡

背景

在微服务架构中，我们将系统拆分成了一个个的服务单元，各单元应用间通过服务注册与订阅的方式互相依赖。由于每个单元都在不同的进程中运行，依赖通过远程调用的方式执行，这样就有可能因为网络原因或是依赖服务自身问题出现调用故障或延迟，而这些问题会直接导致调用方的对外服务也出现延迟，若此时调用方的请求不断增加，最后就会出现因等待出现故障的依赖方响应而形成任务积压，线程资源无法释放，最终导致自身服务的瘫痪，进一步甚至出现故障的蔓延最终导致整个系统的瘫痪。如果这样的架构存在如此严重的隐患，那么相较传统架构就更加的不稳定。为了解决这样的问题，因此产生了断路器等一系列的服务保护机制。

断路器和服务降级

断路器（服务熔断）

很多朋友一开始可能会把断路器和服务降级的概念搞混（表示一开始我也傻傻分不清），这两个其实不是同一个东西来的，断路器本身是一种开关装置，用于在电路上保护线路过载，当线路中有电器发生短路时，断路器能够及时切断故障电路、防止发生过载、发热甚至起火等严重后果。在微服务架构中，断路器的作用也是类似的，当某个服务单元发生故障（类似用电器发生短路）之后，通过断路器的故障监控，向调用方返回一个错误响应，而不是长时间的等待。这样就不会使得线程因服务调用故障服务被长时间占用不释放，避免了故障在分布式系统中的蔓延。

服务降级

当某个服务出现故障了，在还没修复之前，请求进来肯定都是出错的，从系统整理负荷考虑，此时我们可以提供一种应急方案，主逻辑出错，此时应急方案（次逻辑）就被当成主逻辑调用，保证系统的正常运行。等服务主逻辑被修复了再切换回主逻辑，切换这个过程，可以人工干预，也可以是通过自动策略实现。降级本身也是一种策略，不仅仅应用在微服务中，在分布式系统架构中，会针对很多场景提供降级方案。这样能更好的保证系统的高可用性。

Spring Cloud断路器和服务降级

在Spring Cloud中，断路器和服务降级是相辅相成的，通过Hystrix实现，当服务熔断后，可直接调用回调方法实现服务降级。同时Hystrix会从系统度量指标metrics中获取服务的健康状态，根据请求总数（QPS），错误百分比等信息，来调整断路器超时时间，某段时间内（休眠窗）使得原先需要2s（Hystrix默认超时时间）才能够触发熔断的逻辑不再有超时时间限制，直接调用降级方法（次逻辑）。相当于在一段时间内，当次逻辑当成主逻辑执行，不再执行主逻辑。一段时间后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。

Hystrix 示例

我们首先启动3个工程，服务注册中心、consumer服务、consumer2、这几个工程都是基于前面章节的示例，不记得朋友可以去前面章节查看。

其中consumer是用来远程掉用consumer2提供的服务，我们给他加上Hystrix功能

添加Hystrix依赖

       <dependency>
			<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
			<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
			<version>1.4.6.RELEASE</version>
		</dependency>

博主这里用的spring boot1.5.19，不加版本号，默认去找的Hystrix1.4.7RELEASE版本，pom会报错提示找不到对应版本，跑到maven仓库一看，最高才1.4.6.RELEASE，肯定找不到呀，所以这里指定下版本就好了。

启动类添加@EnableCircuitBreaker注解

@EnableCircuitBreaker
@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class EurekaClientApplication {

	public static void main(String[] args) {
//

		SpringApplication.run(EurekaClientApplication.class, args);
	}


	@Bean
	@LoadBalanced
	RestTemplate restTemplate(){
		return new RestTemplate();
	}

}

consumer的HelloService

@Service
public class HelloServer {

    @Autowired
    RestTemplate restTemplate;

    
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "helloFallback")
    public String  hello(){
        return restTemplate.getForEntity("http://consumer2/hello",String.class).getBody();
    }

    public String helloFallback(){
        return "fallback  error";
    }
   
}

HelloService这里主要是用来调用consumer2的hello服务，Hystrix是用于客户端的，所以我们这里开启Hystrix,开启只需要在调用方法上面加上@HystrixCommand注解就可以了，这里我们在指定下fallbackMethod(用于降级的回调方法)为helloFallback。

consumer2的HelloController

@RestController
public class HelloController {

    private  final Logger logger  =  Logger.getLogger(getClass());

    @Autowired
    private DiscoveryClient client;

    @RequestMapping(value="/hello",method = RequestMethod.GET)
    public String index(){
        ServiceInstance instance = client.getLocalServiceInstance();
        logger.info("/hello host:"+instance.getHost()+"server_id"+instance.getServiceId()+"端口："+instance.getPort());
        return "hello";
    }
}

HelloController就是consumer2提供的hello服务，这里为了简单测试，就没加服务层了。

测试

我们启动注册中心、consumer、consumer2

服务列表

此时能够看到consumer和consumer2实例都正常启动了

访问http://localhost:1112/hello

此时能够看到服务能够正常调用返回hello，接下来我们把consumer2停掉

不启动consumer2服务测试

这里我们测试下不启动consumer2用来模拟服务出现故障的情况

服务列表

访问http://localhost:1112/hello

此时能够看到，consumer2出现故障时，能够触发服务熔断并且调用我们指定的回调方法，达到降级的目的。我们再次启动consumer2，此时又能正常的调用，输出hello了。

给consumer添加休眠，模拟网络阻塞

我们之前有提到，断路器的默认短路时间为2秒，这里我们给consumer2休眠3秒，看看能不能触发服务熔断

改造consumer2的HelloController类

@RestController
public class HelloController {

    private  final Logger logger  =  Logger.getLogger(getClass());

    @Autowired
    private DiscoveryClient client;

    @RequestMapping(value="/hello",method = RequestMethod.GET)
    public String index(){
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        ServiceInstance instance = client.getLocalServiceInstance();
        logger.info("/hello host:"+instance.getHost()+"server_id"+instance.getServiceId()+"端口："+instance.getPort());
        return "hello";
    }

}

服务列表

这里两个实例都正常启动了，上面的红色警告是没有关闭Eureka的保护机制提醒的，不影响调用。

访问http://localhost:1112/hello

此时可以看到，即时服务正常启动了，但是超过Hystrix的短路超时时间，也会触发熔断。Hystix的超时时间我们可以通过以下配置指定

hystrix.command.default.execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds=60000

总结

通过这篇文章，我们了解了服务熔断，服务降级。以及怎么在Spring Cloud中通过Hystix实现断路器和服务降级。

其实Hystix除了实现断路器和服务降级，还可以用来缓存请求（不能跨请求缓存），请求合并等。。，以后有机会可以单独介绍。

参考数据《Spring Cloud微服务实战》