服務容錯保護 Spring Cloud Hystrix

在微服務架構中，系統被拆分成了很多服務單元，各個單元間通過服務注冊與訂閱的方式互相依賴，由于每個單元都在不同的行程中運行，依賴通過遠程呼叫的方式執行，這樣就有可能因為網路或依賴服務自身問題出現呼叫故障或延遲，同時也會導致呼叫方的對外服務也出現延遲，若呼叫方的請求不斷增加，會因等待出現故障的依賴方回應形成任務積壓，最終導致自身服務的癱瘓及整個系統的癱瘓，為了解決這樣的問題，產生了斷路器等一系列的服務保護機制，

在分布式架構中，當某個服務單元發生故障之后，通過斷路器的故障監控，向呼叫方回傳一個錯誤回應，而不是長時間的等待，這樣就不會使得執行緒因呼叫故障服務被長時間占用不釋放，避免故障在分布式系統中的蔓延，
Spring Cloud Hystrix實作了斷路器，執行緒隔離等一系列的服務保護功能，它基于Netflix的開源框架Hystrix實作，通過控制訪問遠程系統，服務和第三方庫的節點，從而對延遲和故障提供更強大的容錯能力，Hystrix具備服務降級，服務熔斷，執行緒和信號隔離，請求快取，請求合并以及服務監控等強大的功能，

1. 快速集成 Spring Cloud Hystrix

1.1 基礎服務

• eureka-server工程：服務注冊中心
• hello-service工程：多個服務提供者服務單元
• ribbon-service工程：使用Spring Cloud Ribbon實作的服務消費者

1.2 集成 Spring Cloud Hystrix

1. 在ribbon-service工程中添加依賴：spring-cloud-starter-hystrix

2. 在ribbon-service工程主類上使用@EnableCircuitBreaker注解開啟斷路器功能

3. 在ribbon-service消費服務對應的Service函式上增加@HystrixCommand注解指定回呼方法

   public String helloFallback() {
       // fallback method
   	return "error";
   }
   
   @Override
   @HystrixCommand(fallbackMethod = "helloFallback")
   public void test() {
       // do something
       return "success";
   }
   

2. Spring Cloud Hystrix使用詳解

2.1 創建請求命令

通過使用@HystrixCommand注解可以實作請求的同步執行與異步執行，更優雅的實作Hystrix命令的定義，

1. 同步執行

   @Autowired
   private RestTemplate restTemplate;
   
   @HystrixCommand
   public User getUserById(Long id) {
       return restTemplate.getForObject("http://USER-SERVICE/users/{1}", User.class, id);
   }
   

2. 異步執行

   @HystrixCommand
   public Future<User> getUserByIdAsync(final Long id) {
       return new AsyncResult<User>() {
           @Override
           public User invoke() {
               return restTemplate.getForObject("http://USER-SERVICE/users/{1}", User.class, id); 
           }
       };
   }
   

除同步執行與異步執行外，還可以將HystrixCommand通過Observable來實作回應式執行方式，注解實作依然是使用@HystrixCommand，在使用@HystrixCommand注解實作回應式命令時，可以通過observableExecutionMode引數控制使用observe()還是toObservable()的執行方式，

@HystrixCommand
public Observable<User> getUserById(final Long id) {
    return Observable.create(new Observable.OnSubscribe<User>() {
        @Override
        public void call(Subscriber<? super User> observer) {
            try {
                if (!observer.isUnsubscribed()) {
                    User user = restTemplate.getForObject("http://USER-SERVICE/users/{1}", User.class, id);
                    observer.onNext(user);
                    observer.onCompleted();
                }
            } catch (Exception exception) {
                observer.onError(exception);
            }
        }
    });
}

observableExecutionMode引數設定

• @HystrixCommand(observableExecutionMode = ObservableExecutionMode.EAGER)

  EAGER表示使用observe()執行方式

• @HystrixCommand(observableExecutionMode = ObservableExecutionMode.LAZY)

  LAZY表示使用toObservable()執行方式

2.2 服務降級

注解實作通過使用@HystrixCommand注解中的fallbackMethod引數指定具體的服務降級方法

2.3 例外處理

1. 例外傳播

   在HystrixCommand實作的run()方法中拋出例外時，除了HystrixBadRequestException外，其它的例外均會被Hustrix認為命令執行失敗并處罰服務降級的處理邏輯，

   HystrixCommand支持忽略指定例外型別的功能，通過使用@HystrixCommand注解中的ignoreException引數

   @HystrixCommand(ignoreException = {BadRequestException.class})
   public User getUserById(Long id) {
   	return restTemplate.getForObject("http://USER-SERVICE/users/{1}", User.class, id);
   }
   

2. 例外獲取

   Hystrix命令因為例外進入服務降級邏輯后，往往需要對不同的例外做針對性處理，需要獲取當前拋出的例外，

   通過在@HystrixCommand注解的fallbackMethod實作方法的引數中增加Throwable e獲取當前拋出的例外物件，

   public User helloFallback(Long id, Throwable e) {
       // fallback method
   	return null;
   }
   
   @Override
   @HystrixCommand(fallbackMethod = "helloFallback")
   public User getUserById(Long id) {
       throw new RuntimeException("get user failed");
   }
   

2.4 命令名稱，分組及執行緒池劃分

通過設定命令組，Hystrix會根據組來組織和統計命令的告警和儀表盤等資訊，注解實作只需要設定@HystrixCommand注解的commandKey，groupKey及threadPoolKey屬性即可，它們分別表示命令分組，分組及執行緒池劃分，

@HystrixCommand(commandKey="getUserById", groupKey="UserGroup", threadPoolKey="getUserByIdThread")
public User getUserById(Long id) {
    return restTemplate.getForObject("http://USER-SERVICE/users/{1}", User.class, id);
}

2.5 請求快取

? Hystrix中提供了請求快取的功能，可以方便的開啟和使用請求快取來優化系統，達到減輕高并發時的請求執行緒消耗，降低請求回應時間的效果，

? 注解實作請求快取，請求快取的注解：

• 設定快取請求

  使用@CacheResult注解為請求命令開啟快取功能，當該依賴服務被呼叫并回傳實體物件時，由于該方法被@CacheResult注解修改，所以Hystrix會將該結果置入請求快取中，而它的快取Key值會使用所有引數，

  @CacheResult
  @HystrixCommand
  public User getUserById(Long id) {
      return restTemplate.getForObject("http://USER-SERVICE/users/{1}", User.class, id);
  }
  

• 定義快取Key

  當使用注解定義快取請求時，若要為請求命令指定具體的快取Key生成規則，可以使用@CacheResult和@CacheRemove注解的cacheKeyMethod方法指定具體的生成函式，也可以通過使用@CacheKey注解在方法的引數中指定用于組裝快取Key的元素，@CacheKey注解還允許訪問引數物件的內部屬性作為快取Key，

  @CacheResult(cacheKeyMethod = "getUserByIdCacheKey")
  @HystrixCommand
  public User getUserById(Long id) {
      return restTemplate.getForObject("http://USER-SERVICE/users/{1}", User.class, id);
  }
  
  private Long getUserByIdCacheKey(Long id) {
      return id;
  }
  

  @CacheResult
  @HystrixCommand
  public User getUserById(@CacheKey("id") Long id) {
      return restTemplate.getForObject("http://USER-SERVICE/users/{1}", User.class, id);
  }
  
  @CacheResult
  @HystrixCommand
  public User getUserByPhone(@CacheKey("phone") User user) {
      return restTemplate.getForObject("http://USER-SERVICE/users/{1}", User.class, id);
  }
  

• 快取清理

  使用@CacheResult注解將請求結果置入Hystrix的請求快取中，若改內容呼叫了update操作進行了更新，那么此時請求快取與實際結果不一致，因此需要在update操作上對失效的快取進行清理，可以通過@CacheRemove注解實作失效快取的清理，需要注意@CacheRemove注解的commandKey屬性必須制定，它用來指明使用請求快取的請求命令，只有通過該屬性，Hystrix才能找到正確的請求命令快取的位置，

  @CacheResult
  @HystrixCommand
  public User getUserById(@CacheKey("id") Long id) {
      return restTemplate.getForObject("http://USER-SERVICE/users/{1}", User.class, id);
  }
  
  @CacheRemove(commandKey = "getUserById")
  @HystrixCommand
  public void update(@CacheKey("id") User user) {
      return restTemplate.postForObject("http://USER-SERVICE/users", user, User.class);
  }
  

標籤：Java

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