SpringCloud全家桶（三）：搞定 Hystrix

逃离我推掉我的手 2023-06-30 06:47 28阅读 0赞

Hystrix 是springcloud生态的**断路器（隔离、限流、降级）**，主要是用来**预防服务雪崩现象**，剔除掉分布式系统中某些挂掉或请求过慢的服务节点。Hystrix 是一个帮助解决分布式系统中超时处理和容错的类库, 拥有保护系统的能力。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoaXBmZWlfY3Nkbg_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

Hystrix的设计原则，

*  **防止任何单个依赖项耗尽所有容器（如Tomcat）用户线程**。
 *  **甩掉包袱，快速失败而不是排队**。
 *  在任何可行的地方**提供回退**，以保护用户不受失败的影响。
 *  **使用隔离技术（如隔离板、泳道和断路器模式）来限制任何一个依赖项的影响**。
 *  通过近实时的度量、监视和警报来优化发现时间。
 *  通过配置的低延迟传播来优化恢复时间。
 *  支持对Hystrix的大多数方面的动态属性更改，允许使用低延迟反馈循环进行实时操作修改。
 *  避免在整个依赖客户端执行中出现故障，而不仅仅是在网络流量中。

### 一、Hystrix 的隔离策略（隔离、限流、降级） ###

微服务使用Hystrix熔断器实现了服务的自动降级，让微服务具备自我保护的能力，提升了系统的稳定性，也较好的解决雪崩效应。Hystrix断路器有两种隔离策略：**信号量隔离（默认）和线程池隔离**。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoaXBmZWlfY3Nkbg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

**1、信号量模式**

信号量模式，从始至终都只有请求线程自身，是**同步调用模式，不支持超时调用，不支持直接熔断，由于没有线程的切换，开销非常小。**

信号量隔离，常用于获取共享资源的场景中，比如计算机连接了两个打印机，那么初始的信号量就是2，被某个进程或线程获取后减1，信号量为0后，一般情况下，需要获取的线程或进程进入资源等待状态。**Hystrix的处理有些不同，其不等待，直接返回失败。**

**2、线程池模式**

线程池模式，可以**支持异步调用，支持超时调用，支持直接熔断，存在线程切换，开销大**。

线程池隔离，采用的就是jdk的线程池，其**默认选用不使用阻塞队列的线程池**，例如线程池大小为10，如果某时刻10个线程均被使用，那么新的请求将不会进入等待队列，而是**直接返回失败**，起到限流的作用。

**3、断路器机制**

断路器机制，当断路器处于打开状态时，直接返回失败或进入降级流程。断路器打开和关闭的触发流程为，

*  当总的请求数达到阈值或总的请求失败百分比达到了阈值时，将断路器的状态由关闭设置为打开。
 *  当断路器打开时，所有的请求均被短路，在经过指定休眠时间窗口后，让下一个请求通过（断路器被认为是半开状态）。如果请求失败，断路器进入打开状态，并进入新的休眠窗口；否则进入关闭状态。

### 二、Hystrix 的整体处理流程 ###

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流程如上图所示，Hystrix 框架**通过命令模式来实现方法粒度上的服务保障。**

*  HystrixCommand 类，提供同步的`execute`和异步的`queue`方法。
 *  HystrixObservableCommand 类提供立即执行`observe`和延迟执行`toObservable`的回调方法。
 *  此外，实际项目中通常不会使用Hystrix集成的本地缓存。

### 三、 Hystrix 如何解决服务间的依赖调用隔离 ###

微服务分布式架构下，众多的服务节点，没有断路器的保护，挂掉或者响应慢的节点有引发服务雪崩的风险，我们来看下 Hystrix 是如何解决服务间的依赖调用的。

*  **Hystrix 使用命令模式 HystrixCommand 包装依赖调用逻辑，每个命令在单独线程中/信号授权下执行。**
 *  **可配置依赖调用超时时间**,超时时间一般设为比99.5%平均时间略高即可。**当调用超时时，直接返回或执行fallback逻辑**。
 *  为每个依赖提供一个小的线程池（或信号），如果线程池已满调用将被立即拒绝，**默认不采用排队，加速失败判定时间**。
 *  依赖调用结果分：成功，失败（抛出异常），超时，拒绝，短路。 **请求失败（异常，拒绝，超时，短路）时执行 fallback(降级)逻辑。**
 *  提供熔断器组件，可以自动运行或手动调用，停止当前依赖一段时间(10秒)，熔断器默认错误率阈值为50%,超过将自动运行。
 *  提供近实时依赖的统计和监控。

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### 四、Hystrix 的使用示例 ###

**1、在springcloud中的使用**

Hystrix 在springcloud中的使用，我们主要关注两个注解 **@EnableCircuitBreaker** 和 **@HystrixCommand** 。

*  @EnableCircuitBreaker，加在程序的启动类上，表明开启Hystrix断路器。
 *  @HystrixCommand，加在具体的方法上，实现断路器功能，可以加 fallbackMethod 等参数。

a、启动类上开启Hystrix断路器

@SpringBootApplication
    @EnableEurekaClient
    @EnableCircuitBreaker // 开启 Hystrix 断路器
    public class RibbonConsumerApplication {
        public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run(RibbonConsumerApplication.class, args);
        }
    
        @Bean
        @LoadBalanced
        public RestTemplate restTemplate(){
            return new RestTemplate();
        }
    }

b、方法上加@HystrixCommand注解，实现断路器功能

@Service
    public class ConsumerService {
    
        @Autowired
        private RestTemplate restTemplate;
    
        @HystrixCommand(fallbackMethod = "helloFallback") 
        public String helloService() {
            return restTemplate.getForEntity("http://service-1/sayHi", String.class).getBody();
        }
    
        public String helloFallback(){
            return "exception....";
        }
    }

**2、Hystrix 命令设计模式**

**此方式较繁琐，不常用，建议直接在springcloud模式下使用，只需两个注解。**

Hystrix使用了命令设计模式，只需要编写命令，**继承HystrixCommand类**，如下，

public class CommandHelloWorld extends HystrixCommand<String> {
     
        private final String name;
     
        public CommandHelloWorld(String name) {
            super(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("HelloWorld"));
            this.name = name;
        }
     
        @Override
        protected String run() throws Exception { // 完成业务逻辑
            return "Hello " + name + "!";
        }
     
        @Override
        protected String getFallback() { // run方法抛出异常的时候返回备用结果
            return "Hello Failure " + name + "!";
        }
     
    }

测试，

@Test
    public void test() {
        assertEquals("Hello World!", new CommandHelloWorld("World").execute());
        assertEquals("Hello Format!", new CommandHelloWorld("Format").execute());
    }

### 五、hystrix-dashboard 监控 ###

Hystrix Dashboard 提供了对于微服务调用状态的监控信息，需要结合spring-boot-actuator模块一起使用。Hystrix Dashboard 主要用来实时监控Hystrix的各项指标信息。通过Hystrix Dashboard反馈的实时信息，可以帮助我们快速发现系统中存在的问题。

1、引入依赖

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

2、启动类开启 @EnableHystrixDashboard 注解

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

3、访问监控页面

启动后，访问 [http://localhost:port/hystrix.stream][http_localhost_port_hystrix.stream]，

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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoaXBmZWlfY3Nkbg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200115163535232.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoaXBmZWlfY3Nkbg==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoaXBmZWlfY3Nkbg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200115153507625.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoaXBmZWlfY3Nkbg==,size_16,color_FFFFFF,t_70
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[http_localhost_port_hystrix.stream]: http://localhost:8030/hystrix.stream
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoaXBmZWlfY3Nkbg_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200115164456181.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoaXBmZWlfY3Nkbg==,size_16,color_FFFFFF,t_70