Spring Cloud系列教程(八)：服务保护断路器Hystrix(Finchley版本)

ゞ浴缸里的玫瑰 2023-07-07 08:04 83阅读 0赞

## 一、断路器的产生背景 ##

在微服务架构场景中，通常会有很多层的服务互相调用。如果某一个底层服务出现问题，由于网络原因或者其他一些因素，有可能出现服务不可用的情况，当某个服务出现问题时，其他服务如果继续调用这个服务，就有可能出现线程阻塞，但如果同时有大量的请求，就会造成线程资源被用完，这样就可能会导致系统服务瘫痪，由于服务间会相互调用，很容易造成`服务连环雪崩效应`，从而故障会被向上传播响应给用户。我们需要一种机制，当底层服务不可用时，可以阻断故障的传播。这就是断路器的作用。他是系统服务稳定性的最后一重保障，是在微服务架构场景中必不可少的一部分。

## 二、什么是Hystrix ##

在`Hystrix`是`SpringCloud`中的一个断路器组件。`Hystrix`是由国外知名的视频网站`Netflix`所开源，被`SpringCloud`所整合使用。他的功能是，当对某个服务的调用在一定的时间内（默认`10s`，由`metrics.rollingStats.timeInMilliseconds`配置），有超过一定次数（默认`20次`，由`circuitBreaker.requestVolumeThreshold`参数配置）并且失败率超过一定值（默认`50%`，由`circuitBreaker.errorThresholdPercentage`配置），该服务的断路器会打开，实现服务降级， 常见的是返回一个由开发者设定的fallback回调函数，响应友好提示给客户端。 例如：某些知名的抢票网站，在高并发场景下，如果系统人数较多，会实现服务降级、熔断、隔离，响应一个友好提示给用户。

> 某某某，您好，当前系统人数较多，请稍后重试，给您带来的不便，敬请谅解！！！

## 三、Hystrix服务降级、熔断、隔离 ##

在上面常见的微服务架构场景中，断路器的出现很大程度上是应用于解决微服务雪崩效应，起到整个微服务服务链路的保护作用，**解决服务雪崩效应可基于Hystrix的服务降级+服务熔断，服务隔离实现**。

*  **服务降级：** 在高并发场景下，请求过多，为了防止用户一直等待响应结果，微服务链路容易造成连环雪崩效应，这时候会使用服务降级方式，返回一个友好提示给客户端，具体做法是调用`fallBack()`本地方法，不再去处理业务请求，目的是为了用户体验的同时，保护了整个微服务链路。
 *  **服务熔断：** 服务熔断机制的目的是为了保护服务，在高并发的情况下，如果请求达到一定极限(可以自己设置阔值)如果流量超出了设置阈值，然后直接拒绝访问，保护当前服务。使用服务降级方式返回一个友好提示，服务熔断和服务降级一起使用。 服务熔断原理跟家庭中的保险丝是一样。
 *  **服务隔离：** 分为线程池隔离和信号量隔离
    
    **1.线程池隔离：**
    
    每个服务接口，都有自己独立的线程池，每个线程池互不影响，Hystrix中默认开启线程池隔离。
    
    **2.信号量隔离：**  
    使用一个原子计数器（或信号量）来记录当前有多少个线程在运行，当请求进来时先判断计数器的数值，若超过设置的最大线程个数则拒绝该请求，若不超过则通行，这时候计数器+1，请求返 回成功后计数器-1。
 *  **3.服务限流：**  
    服务限流就是对接口访问进行限制，常用服务限流算法令牌桶、漏桶。计数器也可以进行粗暴限流实现。
    
    以上几点概念摘自于： [SpringCloud学习笔记 -----Hystrix 服务降级、熔断机制、服务隔离][SpringCloud_ -----Hystrix]

## 四、Hystrix使用方式 ##

*  `Hystrix`有两种使用方式：分别采用**注解形式（ @HystrixCommand）** 和 **接口形式（基于Feign）**
 *  启动类加入`@EnableHystrix`注解，表示启用`Hystrix`断路器

## 五、实现思路 ##

继前面章节基于 [Spring Cloud系列教程(五) - 服务消费者Feign+Ribbon(Finchley版本)][Spring Cloud_ - _Feign_Ribbon_Finchley] 的源码，继续使用服务提供者`springcloud-app-member`工程，端口为`8762`和注册中心`springcloud-eureka-server`工程，端口为`9000`，消费者消费服务`springcloud-feign-client`工程，端口为`8787`。 然后修改`springcloud-feign-client`工程的代码，其他两个工程不变，`springcloud-feign-client`工程需要加入`Hystrix`断路器组件。分别采用注解形式和接口形式配置`Hystrix`断路器服务保护。，下面先贴一下项目完整结构图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RoaW5raW5nY2Fv_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 六、环境搭建 ##

### 1. `Hystrix`依赖 ###

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

### 2. springcloud-feign-client整体依赖 ###

<parent>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
            <version>2.0.3.RELEASE</version>
            <relativePath/>
        </parent>
        <groupId>com.thinkingcao</groupId>
        <artifactId>springcloud-feign-client</artifactId>
        <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
        <name>springcloud-feign-client</name>
        <description>SpringCloud整合Feign客户端组件消费服务</description>
    
        <properties>
            <java.version>1.8</java.version>
            <spring-cloud.version>Finchley.RELEASE</spring-cloud.version>
        </properties>
    
        
        <dependencyManagement>
            <dependencies>
                <dependency>
                    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                    <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                    <version>${ spring-cloud.version}</version>
                    <type>pom</type>
                    <scope>import</scope>
                </dependency>
            </dependencies>
        </dependencyManagement>
    
        <dependencies>
            
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
            </dependency>
    
            
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
            </dependency>
    
            
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
            </dependency>
    
            
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
            </dependency>
    
            
            <dependency>
                <groupId>org.projectlombok</groupId>
                <artifactId>lombok</artifactId>
            </dependency>
        </dependencies>
    
        <build>
            <plugins>
                <plugin>
                    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                    <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                </plugin>
            </plugins>
        </build>

### 3. application.yml ###

##=========服务消费者-订单服务配置========
    #服务端口号
    server:
      port: 8787
    #定义服务名称(服务注册到eureka名称)
    spring:
      application:
        name: app-thinkingcao-feign
    #在此指定服务注册中心地址，将当前订单服务注册到eureka注册中心上
    eureka:
      client:
        service-url:
          defaultZone: http://127.0.0.1:9000/eureka
        #启动注册操作，该值默认为true。若设置为fasle将不会启动注册操作。是否需要去检索寻找服务，默认是true
        register-with-eureka: true
        #是否需要从eureka上获取注册信息
        fetch-registry: true
        #表示eureka client间隔多久去拉取服务器注册信息,默认为30秒
        registry-fetch-interval-seconds: 10
    
      ##心跳检测与续约时间（测试环境和本地开发环境将值设置小一点，保证服务关闭后，注册中心能够及时踢出）
      instance:
        #客户端向Eureka注册中心发送心跳的时间间隔，单位为秒（默认为30s）,（客户端会按照此规则向Eureka服务端发送心跳检测包）
        lease-renewal-interval-in-seconds: 2
        #Eureka注册中心在收到客户端最后一次心跳之后等待的时间上限，单位为秒（默认为90s），超过时间则剔除（客户端会按照此规则向Eureka服务端发送心跳检测包）
        lease-expiration-duration-in-seconds: 2
    
    ##启用hystrix
    feign:
      hystrix:
        #打开Feign自带的断路器
        enabled: true

### 4. 启动类加@EnableHystrix ###

> **@EnableHystrix ：** 表示启用Hystrix断路器组件相关功能

package com.thinkingcao.api;
    
    import org.springframework.boot.SpringApplication;
    import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
    import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;
    import org.springframework.cloud.netflix.hystrix.EnableHystrix;
    import org.springframework.cloud.openfeign.EnableFeignClients;
    
    @SpringBootApplication
    @EnableEurekaClient
    @EnableFeignClients
    @EnableHystrix
    public class AppFeignClient { 
    
        public static void main(String[] args) { 
            SpringApplication.run(AppFeignClient.class, args);
        }
    }

### 5. 注解形式配置Hystrix断路器 ###

**语法：** `@HystrixCommand(fallbackMethod= "hystrixMethod")`，`fallbackMetho`为服务降级的回调方法，同时`@HystrixCommand`默认开启了服务的**熔断、降级、隔离（线程池隔离）**；

> **分别新建两个方法：**
> 
> 1.  没有使用断路器解决服务雪崩效应方法（getOrderToMemberInfoNoHystrix），因为这个是基于Feign客户端调用服务提供者(springcloud-app-member)，当停掉springcloud-app-member服务时，直接导致服务不可用；
> 2.  使用断路器解决服务雪崩效应方法（getOrderToMemberInfoForHystrix），因为这个是基于Feign客户端调用服务提供者(springcloud-app-member)，当停掉springcloud-app-member服务时，由于采用了直接Hystrix断路器实现服务降级、熔断处理，不会导致服务不可用，而是执行服务降级方法，返回友好提示给前端用户；

*  **ApiOrderController**

package com.thinkingcao.api.controller;
    
    import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixCommand;
    import com.thinkingcao.api.Feign.IFeignClientService;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
    
    /** * @desc: * @author: cao_wencao * @date: 2020-02-22 12:30 */
    @RestController
    public class ApiOrderController { 
    
        @Autowired(required=false)
        private IFeignClientService feignClientService;
    
        //没有使用断路器解决服务雪崩效应方法
        @RequestMapping(value = "/getOrderToMemberInfoNoHystrix",method = RequestMethod.GET)
        public String getOrderToMemberInfoNoHystrix(@RequestParam("userName") String userName){ 
            String memberInfo = feignClientService.getOrderToMemberInfo(userName);
            return memberInfo;
        }
    
        //使用断路器解决服务雪崩效应方法
        @HystrixCommand(fallbackMethod= "excuteHystrixHandle")
        @RequestMapping(value = "/getOrderToMemberInfoForHystrix",method = RequestMethod.GET)
        public String getOrderToMemberInfoForHystrix(@RequestParam("userName") String userName){ 
            String memberInfo = feignClientService.getOrderToMemberInfo(userName);
            return memberInfo;
        }
    
        //服务进入保护时，回调方法
        public String excuteHystrixHandle(String userName) { 
            return  userName+"您好，当前系统人数较多，请稍后重试，给您带来的不便，敬请谅解！！！";
        }
    }

### 6. 接口形式配置Hystrix断路器 ###

> 在微服务项目架构中，以及日常开发中，使用基于接口形式较多，如果以接口形式配置Hystrix，可基于Feign客户端配置；

**- 服务提供方加一个服务降级的回调方法excuteHystrixHandler**

package com.thinkingcao.api.controller;
    
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
    
    /** * @desc: 会员服务接口 * @author: cao_wencao * @date: 2020-02-19 18:12 */
    @RestController
    public class MemberController { 
    
        @Value("${server.port}")
        private String serverPort;
    
        //会员服务接口
        @RequestMapping("/getMember")
        private String getMember(@RequestParam("userName") String userName) { 
            return "我是会员服务，订单服务调用会员服务成功啦, 端口号为： " + serverPort +"——用户名： "+ userName;
        }
    
        //服务提供方-服务降级方法
        @RequestMapping("/excuteHystrixHandler")
        private String excuteHystrixHandler(){ 
            return "您好，当前系统人数较多，请稍后重试，给您带来的不便，敬请谅解！！！";
        }
    }

**- 服务消费方加一个Feign接口，声明执行Hystrix降级方法**

package com.thinkingcao.api.Feign;
    
    import com.thinkingcao.api.service.impl.GetHystrixResultImpl;
    import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    
    /** * @desc: 接口形式配置Hystrix，fallback服务出现熔断时，需要降级到此回调方法，响应给用户 * @author: cao_wencao * @date: 2020-02-25 12:53 */
    @FeignClient(value = "app-thinkingcao-member",fallback = GetHystrixResultImpl.class)
    public interface IExcuteHystrixHandler { 
    
        //获取Hystrix降级熔断执行回调方法的结果
        @RequestMapping("/excuteHystrixHandler")
        public String getHystrixInfo();
    }

**Feign接口实现类：**

package com.thinkingcao.api.service.impl;
    
    import com.thinkingcao.api.Feign.IExcuteHystrixHandler;
    import org.springframework.stereotype.Component;
    
    /** * @desc: GetHystrixResultImpl注入到Spring容器，交给Spring管理 * @author: cao_wencao * @date: 2020-02-25 12:59 */
    @Component
    public class GetHystrixResultImpl implements IExcuteHystrixHandler { 
        @Override
        public String getHystrixInfo() { 
            return  "您好，当前系统人数较多，请稍后重试，给您带来的不便，敬请谅解！！！";
        }
    }

## 七、测试 ##

*  启动`Eureka`注册中心`AppEurekaServer`
 *  启动服务提供者`AppMemberProvider`
 *  启动服务消费者\`AppFeignClient

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RoaW5raW5nY2Fv_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

*  在上述3个服务正常启动完成后，稍等片刻，服务注册需要时间，先访问URL：  
    [http://127.0.0.1:8787/getOrderToMemberInfoForHystrix?userName=“Thinkingcao”][http_127.0.0.1_8787_getOrderToMemberInfoForHystrix_userName_Thinkingcao]，响应结果正常：

> 我是会员服务，订单服务调用会员服务成功啦, 端口号为： 8762——用户名： “Thinkingcao”

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RoaW5raW5nY2Fv_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

*  停掉服务提供者工程，然后再次访问URL：[http://127.0.0.1:8787/getOrderToMemberInfoForHystrix?userName=“Thinkingcao”][http_127.0.0.1_8787_getOrderToMemberInfoForHystrix_userName_Thinkingcao]，响应结果走服务降级方法：

> “Thinkingcao”您好，当前系统人数较多，请稍后重试，给您带来的不便，敬请谅解！！！

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RoaW5raW5nY2Fv_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

*  访问没有使用Hystrix的方法，报500异常，这种方式太不友好了：  
    [添加链接描述][Link 1]![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RoaW5raW5nY2Fv_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

## 八、源码 ##

**1. 项目源码：** **[https://github.com/Thinkingcao/SpringCloudLearning/tree/master/springcloud-hystrix][Link 1]**

## 九、SpringCloud系列教程 ##

**下一篇：** **[Spring Cloud系列教程(九)：服务网关Zuul(Finchley版本)][Spring Cloud_Zuul_Finchley]**

#### SpringCloud教程汇总： **[Spring Cloud系列教程(汇总篇)：专栏汇总篇(持续更新中)][Spring Cloud]** ####

[SpringCloud_ -----Hystrix]: https://blog.csdn.net/a6686039/article/details/99683601
[Spring Cloud_ - _Feign_Ribbon_Finchley]: https://blog.csdn.net/Thinkingcao/article/details/104429499
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RoaW5raW5nY2Fv_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200225132155900.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RoaW5raW5nY2Fv,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RoaW5raW5nY2Fv_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200225132416260.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RoaW5raW5nY2Fv,size_16,color_FFFFFF,t_70
[http_127.0.0.1_8787_getOrderToMemberInfoForHystrix_userName_Thinkingcao]: http://127.0.0.1:8787/getOrderToMemberInfoForHystrix?userName=%E2%80%9CThinkingcao%E2%80%9D
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RoaW5raW5nY2Fv_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200225132808452.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RoaW5raW5nY2Fv,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RoaW5raW5nY2Fv_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200225133136956.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RoaW5raW5nY2Fv,size_16,color_FFFFFF,t_70
[Link 1]: https://github.com/Thinkingcao/SpringCloudLearning/tree/master/springcloud-hystrix
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RoaW5raW5nY2Fv_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200225133300403.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RoaW5raW5nY2Fv,size_16,color_FFFFFF,t_70
[Spring Cloud_Zuul_Finchley]: https://blog.csdn.net/Thinkingcao/article/details/104431116
[Spring Cloud]: https://blog.csdn.net/Thinkingcao/article/details/104431412