（十二）服务熔断Hystrix高级

柔光的暖阳◎ 2023-07-21 11:24 13阅读 0赞

### 服务熔断Hystrix高级 ###

*  1 Hystrix的监控平台
 *   *  1.1 搭建Hystrix DashBoard监控
     *  1.2 断路器聚合监控Turbine
 *  2 熔断器的状态
 *  3 熔断器的隔离策略
 *  4 Hystrix的核心源码

# 1 Hystrix的监控平台 #

除了实现容错功能，Hystrix还提供了近乎实时的监控，HystrixCommand和HystrixObservableCommand在执行时，会生成执行结果和运行指标。比如每秒的请求数量，成功数量等。这些状态会暴露在Actuator提供的/health端点中。只需为项目添加 spring-boot-actuator 依赖，重启项目，访问http://localhost:9001/actuator/hystrix.stream ,即可看到实时的监控数据。

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

![在这里插入图片描述][20200403183225470.png]

## 1.1 搭建Hystrix DashBoard监控 ##

刚刚讨论了Hystrix的监控，但访问/hystrix.stream接口获取的都是已文字形式展示的信息。很难通过文字直观的展示系统的运行状态，所以Hystrix官方还提供了基于图形化的DashBoard（仪表板）监控平台。Hystrix仪表板可以显示每个断路器（被@HystrixCommand注解的方法）的状态。

# dashboard暴露端点
    management:
      endpoints:
        web:
          exposure:
            include: '*'

（1）导入依赖

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

（2）添加EnableHystrixDashboard 注解  
在启动类使用@EnableHystrixDashboard注解激活仪表盘项目

@EnableHystrixDashboard
    @EnableCircuitBreaker
    @SpringBootApplication
    public class OrderServiceApplication { 
        @LoadBalanced
        @Bean
        public RestTemplate getRestTemplate(){ 
            return new RestTemplate();
        }
    
        public static void main(String[] args) { 
            SpringApplication.run(OrderServiceApplication.class, args);
        }
    
    }

（3）访问测试 [http://localhost:9002/hystrix][http_localhost_9002_hystrix]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzU5NjkwNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
输入监控断点展示监控的详细数据  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzU5NjkwNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## 1.2 断路器聚合监控Turbine ##

在微服务架构体系中，每个服务都需要配置Hystrix DashBoard监控。如果每次只能查看单个实例的监控数据，就需要不断切换监控地址，这显然很不方便。要想看这个系统的Hystrix Dashboard数据就需要用到Hystrix Turbine。Turbine是一个聚合Hystrix 监控数据的工具，他可以将所有相关微服务的Hystrix 监控数据聚合到一起，方便使用。引入Turbine后，整个监控系统架构如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzU5NjkwNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
（1） 搭建TurbineServer  
创建工程 hystrix\_turbine 引入相关坐标

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

（2） 配置多个微服务的hystrix监控

server:
      port: 8031
    
    spring:
      application:
        name: hystrix-turbine
    
    eureka:
      client:
        service-url:
          defaultZone: http://localhost:9000/eureka/ # 指定注册中心地址
      instance:
        prefer-ip-address: true
    
    turbine:
    # 指定需要监控的微服务列表，多个用,分隔
      appConfig: order-service
      clusterNameExpression: "'default'"

turbine会自动的从注册中心中获取需要监控的微服务，并聚合所有微服务中的 /hystrix.stream 数据

（3）配置启动类

@EnableTurbine //激活Turbine
    @EnableHystrixDashboard //开启HystrixDashboard监控平台
    @SpringBootApplication
    public class TurbineServerApplication { 
        public static void main(String[] args) { 
            SpringApplication.run(TurbineServerApplication.class);
        }
    }

（4） 测试  
浏览器访问[ http://localhost:8031/hystrix][http_localhost_8031_hystrix] 展示HystrixDashboard。并在url位置输入 [http://local  
host:8031/turbine.stream][http_local host_8031_turbine.stream]，动态根据turbine.stream数据展示多个微服务的监控数据  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzU5NjkwNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

# 2 熔断器的状态 #

熔断器有三个状态 CLOSED 、 OPEN 、 HALF\_OPEN 熔断器默认关闭状态，当触发熔断后状态变更为OPEN ,在等待到指定的时间，Hystrix会放请求检测服务是否开启，这期间熔断器会变为 HALF\_OPEN 半开启状态，熔断探测服务可用则继续变更为 CLOSED 关闭熔断器。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzU5NjkwNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

*  Closed：关闭状态（断路器关闭），所有请求都正常访问。代理类维护了最近调用失败的次数，如果某次调用失败，则使失败次数加1。如果最近失败次数超过了在给定时间内允许失败的阈值，则代理类切换到断开(Open)状态。此时代理开启了一个超时时钟，当该时钟超过了该时间，则切换到半断开（Half-Open）状态。该超时时间的设定是给了系统一次机会来修正导致调用失败的错误。
 *  Open：打开状态（断路器打开），所有请求都会被降级。Hystix会对请求情况计数，当一定时间内失败请求百分比达到阈值，则触发熔断，断路器会完全关闭。默认失败比例的阈值是50%，请求次数最少不低于20次。
 *  Half Open：半开状态，open状态不是永久的，打开后会进入休眠时间（默认是5S）。随后断路器会自动进入半开状态。此时会释放1次请求通过，若这个请求是健康的，则会关闭断路器，否则继续保持打开，再次进行5秒休眠计时。

为了能够精确控制请求的成功或失败，我们在 shop\_service\_product 的调用业务中加入一段逻辑：

@HystrixCommand(fallbackMethod = "orderFallBack")
    @GetMapping("/buy/{id}")
    public Product buyById(@PathVariable("id") Long id) { 
        if(id != 1 ) { 
            throw new RuntimeException("太忙了");
        }
        Product product = restTemplate.getForObject("http://product-service/product/"+id,Product.class);
        return product;
    }

这样如果参数是id不为1，一定失败，其它情况都成功。  
我们准备两个请求窗口：

*  一个请求：http://localhost:8080/consumer/1，肯定成功
 *  一个请求：http://localhost:8080/consumer/2，注定失败  
    熔断器的默认触发阈值是20次请求，不好触发。休眠时间时5秒，时间太短，不易观察，为了测试方便，我们可以通过配置修改熔断策略

hystrix:
      command:
        default:
          circuitBreaker:
            requestVolumeThreshold: 20 #触发熔断的最小请求次数，默认20
            sleepWindowInMilliseconds: 10000 #熔断多少秒后去尝试请求
            errorThresholdPercentage: 50 #触发熔断的失败请求最小占比，默认50%

当我们疯狂访问id为2的请求时（超过10次），就会触发熔断。断路器会端口，一切请求都会被降级处理。  
此时你访问id为1的请求，会发现返回的也是失败，而且失败时间很短，只有20毫秒左右：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzU5NjkwNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

# 3 熔断器的隔离策略 #

*  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。其使用方式目前支持两种策略：  
    线程池隔离策略：使用一个线程池来存储当前的请求，线程池对请求作处理，设置任务返回处理超时时间，堆积的请求堆积入线程池队列。这种方式需要为每个依赖的服务申请线程池，有一定的资源消耗，好处是可以应对突发流量（流量洪峰来临时，处理不完可将数据存储到线程池队里慢慢处理）
 *  信号量隔离策略：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，请求来先判断计数器的数值，若超过设置的最大线程个数则丢弃改类型的新请求，若不超过则执行计数操作请求来计数器+1，请求返回计数器-1。这种方式是严格的控制线程且立即返回模式，无法应对突发流量（流量洪峰来临时，处理的线程超过数量，其他的请求会直接返回，不继续去请求依赖的服务）
 *

线程池和型号量两种策略功能支持对比如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzU5NjkwNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]

*  hystrix.command.default.execution.isolation.strategy : 配置隔离策略
    
        ExecutionIsolationStrategy.SEMAPHORE 信号量隔离
         ExecutionIsolationStrategy.THREAD 线程池隔离
 *  hystrix.command.default.execution.isolation.maxConcurrentRequests : 最大信号量上  
    限

# 4 Hystrix的核心源码 #

[20200403183225470.png]: /images/20230528/b6a6a8159e2c4b619e7ae0b80335356a.png
[http_localhost_9002_hystrix]: http://localhost:9002/hystrix
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzU5NjkwNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230528/b04c890dfc0f4d028306453e49c99ef0.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzU5NjkwNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20230528/a7b78f529f3e4335aa35288013eb3a9b.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzU5NjkwNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20230528/eeb06b1332444350bacd2da6b08c489c.png
[http_localhost_8031_hystrix]: http://localhost:8031/hystrix
[http_local host_8031_turbine.stream]: http://local%20host:8031/turbine.stream
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzU5NjkwNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20230528/a359b1502a6c41ab82916a24f7d26e30.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzU5NjkwNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20230528/8472ba204764448a9c14d60d54e1b62e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzU5NjkwNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20230528/f16cd7f5e2864703a23d96ddbcc14d94.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzU5NjkwNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20230528/6a64ff15378245d8823a9a8ca27b1eac.png