Hystrix熔断/断路器

简介

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。

导包：

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

降级熔断限流理论

服务降级（fallback）

当请求的处理超过预期等待时间或报错时，将该服务降级不进行处理，返回一个友好提示
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

服务熔断 circuitBreaker

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

服务限流

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。

服务降级

服务端降级：

1. 在启动类上加入注解@EnableCircuitBreaker

2. 在业务方法上加入注解：@HystrixCommand表明出错的条件以及出错时兜底的方法。这里设定超时时间为3s

    @HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentInfo_TimeOutHandler",commandProperties = {
            @HystrixProperty(name="execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds",value="3000")
    })
    public String paymentInfo_TimeOut(Integer id){
        int timeNum=5;
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(timeNum);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        return "线程池"+Thread.currentThread().getName()+"paymentInfo_timeOUT  id:"+id+"耗时"+timeNum;
    }
    public String paymentInfo_TimeOutHandler(Integer id){

        return "线程池"+Thread.currentThread().getName()+"paymentInfo_timeOUTHandler 服务出错了！！！";
    }

客户端服务降级：一般常用在客户端

1. 在主启动类上加入@EnableHystrix注解。因为客户端一般与OpenFeign一起调用，OpenFeign注解包含了EnableCircuitBreaker注解。
2. 在controller业务方法上加入相关注解

@GetMapping("/consumer/payment/hystrix/timeout/{id}")
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentInfo_TimeOutHandler",commandProperties = {
            @HystrixProperty(name="execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds",value="1500")
    })
    public String paymentInfo_timeOUT(@PathVariable("id") Integer id){
        String s = paymentHystrixService.paymentInfo_timeOUT(id);
        return s;
    }
    public String paymentInfo_TimeOutHandler(@PathVariable("id") Integer id){
        return "我是消费者80，对方支付系统繁忙，请稍后再试";
    }

全局类定制服务降级

在类上加入注解@DefaultProperties配置defaultFallback全局降级方法。
方法上加入@HystrixCommand则调用全局降级方法，指定fallbackMethod则调用指定降级方法。

@DefaultProperties(defaultFallback = "payment_Global_FallbackMethod",commandProperties = {
        @HystrixProperty(name="execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds",value="1500")
})
public class OrderHystrixController {

    @Resource
    private PaymentHystrixService paymentHystrixService;
	
	//调用paymentInfo_TimeOutHandler降级方法
    @GetMapping("/consumer/payment/hystrix/ok/{id}")
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentInfo_TimeOutHandler")
    public String paymentInfo_OK(@PathVariable("id") Integer id){
        String s = paymentHystrixService.paymentInfo_OK(id);
        return s;
    }

    @GetMapping("/consumer/payment/hystrix/timeout/{id}")
    @HystrixCommand   //调用全局降级方法
    public String paymentInfo_timeOUT(@PathVariable("id") Integer id){
        String s = paymentHystrixService.paymentInfo_timeOUT(id);
        return s;
    }
    public String paymentInfo_TimeOutHandler(@PathVariable("id") Integer id){
        return "我是消费者80，对方支付系统繁忙，请稍后再试";
    }

    public String payment_Global_FallbackMethod(){
        return "global异常处理信息，请稍后再试";
    }
}

解耦服务降级

可以通过@FeignClient中的fallback进行服务降级，即将服务降级代码写到另外的实现类中，与controller进行解耦。

需要在application.yml文件中加入feign.hystrix.enabled=true

Feign业务接口：

@FeignClient(value = "cloud-provider-hystrix-payment",fallback = PaymentHystrixServiceImpl.class)
public interface PaymentHystrixService {
    @GetMapping("/payment/hystrix/ok/{id}")
    public String paymentInfo_OK(@PathVariable("id") Integer id);

    @GetMapping("/payment/hystrix/timeout/{id}")
    public String paymentInfo_timeOUT(@PathVariable("id") Integer id);
}

业务接口实现类：

@Service
public class PaymentHystrixServiceImpl implements PaymentHystrixService{
    @Override
    public String paymentInfo_OK(Integer id) {
        return "服务降级OK impl";

    }

    @Override
    public String paymentInfo_timeOUT(Integer id) {
        return "服务降级TIMEOUT——impl";
    }
}

熔断

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。当服务调用的错误率达到阈值时，会触发熔断，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。

只需要在业务方法上加入@HystrixCommand注解，设置熔断相关属性即可。

@HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentCircuitBreaker_fallback",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
    })
    public String paymentCircuitBreaker(@PathVariable("id") Integer id){
        if(id<0){
            throw new RuntimeException("******id不能为负数");
        }
        String s = IdUtil.simpleUUID();

        return Thread.currentThread().getName()+" 调用成功 流水号:"+s;
    }

    public String paymentCircuitBreaker_fallback(@PathVariable("id") Integer id){
        return "id为负数不能调用OvO"+id;
    }

熔断类型

• 熔断打开：请求不再进行调用当前服务，内部设置时钟一般为MTTR(平均故障处理时间)，当打开时长达到所设时钟则进入半熔断状态。
• 熔断关闭：熔断关闭不会对服务进行熔断。
• 熔断半开：部分请求根据规则调用当前服务，如果请求成功且符合规则则认为当前服务恢复正常，关闭熔断。

涉及到断路器的三个重要参数：

快照时间窗：断路器确定是否打开需要统计一些请求和错误数据，而统计的时间范围就是快照时间窗，默认为最近的10秒。

请求总数阀值：在快照时间窗内，必须满足请求总数阀值才有资格熔断。默认为20，意味着在10秒内，如果该hystrix命令的调用次数不足20次7,即使所有的请求都超时或其他原因失败，断路器都不会打开。

错误百分比阀值：当请求总数在快照时间窗内超过了阀值，比如发生了30次调用，如果在这30次调用中，有15次发生了超时异常，也就是超过50%的错误百分比，在默认设定50%阀值情况下，这时候就会将断路器打开。

熔断流程

满足上面3个条件后，熔断器会打开：

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。