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SpringCloud入门降级、熔断、限流 Hystrix断路器

naimao 2020-09-04 15:33 原文

服务降级

1、Hystrix断路器

分布式系统面临的问题

复杂分布式体系结构中的应用程序有数十个依赖关系，每个依赖关系在某些时候将不可避免地失数。

image-20200826101522523

服务雪崩

多个微服务之间调用的时候，假设微服务A调用微服务B和微服务C，微服务B和微服务C又调用其它的微服务，这就是所谓的“扇出”。如果扇出的链路上某个微服务的调用响应时间过长或者不可用，对微服务A的调用就会占用越来越多的系统资源，进而引起系统崩溃，所谓的“雪崩效应”.
对于高流量的应用来说，单一的后端依赖可能会导致所有服务器上的所有资源都在几秒钟内饱和。比失败更糟糕的是，这些应用程序还可能导致服务之间的延迟增加，备份队列，线程和其他系统资源紧张，导致整个系统发生更多的级联故障。这些都表示需要对故障和延迟进行隔离和管理，以便单个依赖关系的失败，不能取消整个应用程序或系统。所以，通常当你发现一个模块下的某个实例失败后，这时候这个模块依然还会接收流量，然后这个有问题的模块还调用了其他的模块，这样就
会发生级联故障，或者叫雪崩。

Hystrix是什么

Hystrix是一个用于处理分布式系统的延迟和容错的开源库，在分布式系统里，许多依赖不可避免的会调用失败，比如超时、异常等，Hystrix能够保证在一个依赖出问题的情况下，不会导致整体服务失败，避免级联故障，以提高分布式系统的弹性。
“断路器”本身是一种开关装置，当某个服务单元发生故障之后，通过断路器的故障监控（类似熔断保险丝)，向调用方返回一个符合预期的、可处理的备选响应(FallBack)，而不是长时间的等待或者抛出调用方无法处理的异常，这样就保证了服务调用方的线程不会被长时间、不必要地占用，从而避免了故障在分布式系统中的蔓延，乃至雪崩。

能干嘛

服务降级、服务熔断、接近实时的监控（图形化）

官网资料

https://github.com/Netflix/Hystrix/wiki/How-To-Use

Hystrix官宣，停更进维

https://github.com/Netflix/Hystrix

服务降级fallback

对方系统不用了，你需要给我一个兜底的解决方法。

服务器忙，请稍后再试，不让客户端等待并立刻返回一个友好提示，fallback
哪些情况会出发降级？

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Hystrix支付微服务构建

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新建cloud-provider-hystrix-payment8001模块，提供服务。

//service 
  
@Service
public class PaymentService {

    /**
     * 正常访问
     *
     * @param id id
     * @return String
     */
    public String hystrixGetOk(Integer id) {
        return "当前线程：" + Thread.currentThread().getName() + " hystrixGetOk()正常调用成功 , id ：" + id + " O(∩_∩)O哈哈~ ";
    }

    /**
     * 模拟延时访问
     *
     * @param id id
     * @return String
     */
    public String hystrixGetTimeOut(Integer id) {
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        int time = 3;
        return "当前线程：" + Thread.currentThread().getName() + " hystrixGetTimeOut()延时调用成功 , id ：" + id + " 耗时（秒）：" + time;
    }
}    
   
// controller
@RestController
@Slf4j
public class PaymentController {
    @Value("${server.port}")
    String port;
    @Resource
    PaymentService service;

    @GetMapping(value = "/payment/hystrix/ok/{id}")
    public CommonResult<Object> hystrixGetOk(@PathVariable("id") Integer id) {
        String ok = service.hystrixGetOk(id);
        log.info(ok);
        return new CommonResult<>(200, "success,port:" + port, ok);
    }

    @GetMapping(value = "/payment/hystrix/timeout/{id}")
    public CommonResult<Object> hystrixGetTimeOut(@PathVariable("id") Integer id) {
        String out = service.hystrixGetTimeOut(id);
        log.info(out);
        return new CommonResult<>(200, "success,port:" + port, out);
    }

}

高并发压力测试 JMeter

开启JMeter···20000访问payment接口。。。

如何使用JMeter：

https://www.cnblogs.com/monjeo/p/9330464.html

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手动调用http接口

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上面还是服务提供者8001自己测试，假如此时外部的消费者80也来访问，那消费者只能干等，最终导致消费端80不满意，服务端8001直接被拖死

Hystrix 消费者模块

@Component
@FeignClient(value = "cloud-payment-hystrix-service")
public interface OpenFeignService {

    @GetMapping(value = "/payment/hystrix/ok/{id}")
    public CommonResult<Object> hystrixGetOk(@PathVariable("id") Integer id);

    @GetMapping(value = "/payment/hystrix/timeout/{id}")
    public CommonResult<Object> hystrixGetTimeOut(@PathVariable("id") Integer id);
}

@RestController
@Slf4j
public class OrderController implements OpenFeignService {

    @Resource
    OpenFeignService service;

    @Override
    @GetMapping(value = "/consumer/payment/hystrix/ok/{id}")
    public CommonResult<Object> hystrixGetOk(@PathVariable("id") Integer id) {
        return service.hystrixGetOk(id);
    }

    @Override
    @GetMapping(value = "/consumer/payment/hystrix/timeout/{id}")
    public CommonResult<Object> hystrixGetTimeOut(@PathVariable("id") Integer id) {
        return service.hystrixGetTimeOut(id);
    }
}

cloud-consumer-feign-hystrix-order80

8001同一层次的其它接口服务被困死，因为tomcat线程池里面的工作线程已经被挤占完毕
80此时调用8001，客户端访问响应缓慢，转圈圈

如何解决和要求？

image-20200826144048822

、、自己解决。

服务降级

1、8001提供者模块：

引入pom依赖

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

降级配置使用 @HystrixCommand

image-20200826144827886

   /**
     * 模拟延时访问
     * HystrixProperty 设置 超时时间为 3 秒钟
     *
     * @param id id
     * @return String
     */
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentInfoTimeOutExceptionHandler", commandProperties = {
            @HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds", value = "3000")
    })
    public String hystrixGetTimeOut(Integer id) {
        //模拟 异常
        System.out.println((10 / 0));
        // 模拟超时
        int time = 5;
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(time);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "当前线程：" + Thread.currentThread().getName() + " hystrixGetTimeOut()延时调用成功 , id ：" + id + " 耗时（秒）：" + time;
    }

    public String paymentInfoTimeOutExceptionHandler(Integer id) {
        return "当前线程：" + Thread.currentThread().getName() +
                " paymentInfoTimeOutExceptionHandler()延时或者异常进入此方法，请稍后重试 o(╥﹏╥)o, id ：" + id;
    }

启动类开启

@EnableCircuitBreaker

故意制造两个异常:
1 int age = 10/0;计算异常
2我们能接受3秒钟，它运行5秒钟，超时异常。
当前服务不可用了，做服务降级，兜底的方案都是paymentInfoTimeOutExceptionHandler

2、消费者模块

改造

    @Override
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "orderInfoTimeOutExceptionHandler", commandProperties = {
            @HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds", value = "1500")
    })
    @GetMapping(value = "/consumer/payment/hystrix/timeout/{id}")
    public CommonResult<Object> hystrixGetTimeOut(@PathVariable("id") Integer id) {
        //模拟出错
//        System.out.println(10/0);
        return service.hystrixGetTimeOut(id);
    }

    public CommonResult<Object> orderInfoTimeOutExceptionHandler(Integer id) {
        return new CommonResult<>(555, "当前线程：" + Thread.currentThread().getName() +
                " 我是消费者80，对方支付系统繁忙请10秒后再试或者自己运行出错请校验 o(╥﹏╥)o, id ：" + id);
    }
}

启动类增加@EnableHystrix

3、问题和解决

问题：

每个业务方法对应一个兜底的方法，代码膨胀
统—和自定义的分开

每个方法配置一个？？？膨胀解决

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image-20200826153737897

DefaultProperties(defaultFallback ="")
1:1每个方法配置—个服务降级方法，技术上可以，实际上俊X
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━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，o(n_∩)o哈哈~

1、yml增加配置

## 开启feign对 hystrix的支持
feign:
  hystrix:
    enabled: true

2、改动接口类

增加注解

@DefaultProperties(defaultFallback = "orderGlobalTimeOutExceptionHandler")

@RestController
@Slf4j
@DefaultProperties(defaultFallback = "orderGlobalTimeOutExceptionHandler")
public class OrderController implements OpenFeignService {   

@HystrixCommand
    @GetMapping(value = "/consumer/payment/hystrix/timeout/{id}")
    public CommonResult<Object> hystrixGetTimeOut(@PathVariable("id") Integer id) {
        //模拟出错
        System.out.println(10/0);
        return service.hystrixGetTimeOut(id);
    }
/**
     * 全局处理
     *
     * @param id
     * @return
     */
    public CommonResult<Object> orderGlobalTimeOutExceptionHandler() {
        return new CommonResult<>(555, "Global异常处理信息，请稍后再试，o(╥﹏╥)o");
    }
}

和业务逻辑混在一起？？？混乱（服务器宕机）

image-20200826155132402

image-20200826155136050

新增OpenFeignService接口实现类PaymentFallBackServiceImpl

@Component
public class PaymentFallBackServiceImpl implements OpenFeignService {
    @Override
    public CommonResult<Object> hystrixGetOk(Integer id) {
        return new CommonResult<>(555, "----PaymentFallBackServiceImpl fall- hystrixGetOk , o(╥﹏╥)o");
    }

    @Override
    public CommonResult<Object> hystrixGetTimeOut(Integer id) {
        return new CommonResult<>(555, "----PaymentFallBackServiceImpl fall- hystrixGetTimeOut , o(╥﹏╥)o");
    }
}

OpenFeignService接口注解修改

@FeignClient(value = "cloud-payment-hystrix-service", fallback = PaymentFallBackServiceImpl.class)

结果显示：

image-20200826161738495

服务熔断break

类比保险丝达到最大服务访问后，直接拒绝访问，拉闸限电，然后调用服务降级的方法并返回友好提示。

服务的降级->进而熔断->恢复调用链路

一句话就是类似于家里的保险丝

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

image-20200826163348149

实操：

image-20200826163957021

PaymentService:

    // - ------------- 服务熔断  -----
    // HystrixProperty默认值 看  HystrixCommandProperties

    @HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentCircuitBreakerFallBack", 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（在时间窗口期中计算失败率）
    })
    public CommonResult<Object> paymentCircuitBreaker(Integer id) {
        if (id < 0) {
            throw new RuntimeException("****** id \t 不能为负数");
        }
        String uuid = IdUtil.simpleUUID();
        log.info("uuid\t" + uuid);
        return new CommonResult<>(200, Thread.currentThread().getName() + "\t调用成功，流水号为" + uuid, "id:" + id);
    }

    public CommonResult<Object> paymentCircuitBreakerFallBack(Integer id) {
        return new CommonResult<>(555, Thread.currentThread().getName() + "\t调用失败，o(╥﹏╥)o", "id:" + id);
    }


PaymentController:

    // ==== 服务 熔断

    @GetMapping(value = "/payment/hystrix/circuit/{id}")
    public CommonResult<Object> hystrixGetCircuit(@PathVariable("id") Integer id) {
        CommonResult<Object> result = service.paymentCircuitBreaker(id);
        log.info(result.toString());
        return result;
    }

测试结果：

快速访问异常接口，id值为负数，然后达到熔断条件后，调用正数返回：

image-20200826172646211

熔断类型：

image-20200826171930058

什么时候起作用？

image-20200826172105026

断路器开启或关闭的条件：

image-20200826172228136

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。

服务限流flowlimit

秒杀高并发等操作，严禁一窝蜂的过来拥挤，大家排队，一秒钟N个，有序进行

后面使用sentinel详解。

Hystrix工作流程

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

整个流程可以大致归纳为如下几个步骤：

  1. 创建HystrixCommand或则HystrixObservableCommand对象
  2. 调用HystrixCommand或则HystrixObservableCommand方法执行Command
  3. 根据依赖调用的结果缓存情况进行相应的处理
  4. 根据该类依赖请求熔断器的打开状态进行相应的处理
  5. 根据该类依赖请求的总量进行相应的处理
  6. 执行对外部依赖的请求逻辑
  7. 计算统计熔断器数据值
  8. 调用降级方法或则返回依赖请求的真正结果

img

img

高清大图：https://www.processon.com/view/link/5e1c128ce4b0169fb51ce77e

Hystrix图形化Dashboard搭建

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，并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HystrixDashboard的整合，对监控内容转化成可视化界面。

image-20200826174154169

新建模块cloud-consumer-hystrix-dashboard9001

yml

server:
  port: 9001

hystrix:
  dashboard:
    proxy-stream-allow-list: "localhost"

pom

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

HystrixDashboard9001启动类增加@EnableHystrixDashboard注解

访问：http://localhost:9001/hystrix

image-20200827150258457

点击Monitor Stream 按钮

调用8001接口后：

image-20200827150120744

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，它的健康度从和<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.

image-20200826175535431

image-20200826175600300

问题1：

image-20200827150453085

解决：

在被监控的模块中增加

    /**
     * 此配置是为了服务监控面配置，与服务容错本身无关，SpringCloud 升级后的坑。
     * ServletRegistrationBean因为SpringBoot的默认路径不是“/hystrix.stream”
     * 只要在自己的项目里配置上下面的servlet就可以了
     *
     * @return ServletRegistrationBean
     */
    @Bean
    public ServletRegistrationBean<Servlet> getServlet() {
        HystrixMetricsStreamServlet streamServlet = new HystrixMetricsStreamServlet();
        ServletRegistrationBean<Servlet> registrationBean = new ServletRegistrationBean<>(streamServlet);
        registrationBean.setLoadOnStartup(1);
        registrationBean.addUrlMappings("/hystrix.stream");
        registrationBean.setName("HystrixMetricsStreamServlet");
        return registrationBean;
    }

访问http://localhost:8001/hystrix.stream，访问之前记得调用一次成功的接口，例如http://localhost:8001/payment/hystrix/circuit/12

image-20200827151136745

问题2：

image-20200826174928549

Unable to connect to Command Metric Stream.

image-20200826180231487

2020-08-27 15:10:52.890  WARN 43420 --- [nio-9001-exec-4] ashboardConfiguration$ProxyStreamServlet : Origin parameter: http://localhost:8001/hystrix.stream is not in the allowed list of proxy host names.  If it should be allowed add it to hystrix.dashboard.proxyStreamAllowList.
2020-08-27 15:10:52.902  WARN 43420 --- [nio-9001-exec-5] ashboardConfiguration$ProxyStreamServlet : Origin parameter: http://localhost:8001/hystrix.stream is not in the allowed list of proxy host names.  If it should be allowed add it to hystrix.dashboard.proxyStreamAllowList.

解决：

参考 https://www.jianshu.com/p/0a682e4781b0

yml增加

hystrix:
  dashboard:
    proxy-stream-allow-list: "localhost"

公众号：发哥讲

这是一个稍偏基础和偏技术的公众号，甚至其中包括一些可能阅读量很低的包含代码的技术文，不知道你是不是喜欢，期待你的关注。

代码分享

https://gitee.com/naimaohome

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