微服务系统设计——服务熔断和降级设计

摘要

OpenFeign 完成了微服务间的调用，并且在多实例集群的情况下，通过调整负载策略很好应对并发调用。网络产品开发时，网络有时可能是不可用的，服务亦有可能是不可用的，当调用服务响应慢或不可用时，大量的请求积压，会成为压倒系统骆驼的最后一根稻草。

一、Hystrix的原理

它是分布式系统提供的一个低时延容错机制的基础组件，提供限流、服务降级、系统熔断保护、快速失败等多个维度来保障微服务的稳定性。Hystrix 也是 Netflix 套件的一部分。

遗憾的是 1.5.18 版本之后进入了维护模式，官方提供了替代方案：resilience4j ，本测试采用的 Hystrix 终极版，需要更高版本的话，建议还是采用 resilience4j ，这里不作过多介绍，后续将替换成另一个重要组件——Sentinel 来替代Hystrix。

1.1 引入 Hystrix

采用 starter 的方式引入

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

feignClient 中已经默认集成了断路器的功能，但是需要在配置文件中打开，才能开启。在 application.properties 中打开 hystrix 开关：

#hystrix enable
feign.hystrix.enabled=true

重新回到之前的 FeignClient 代码，在注解中增加 fallback 属性值，添加相应的 fallback 调用类。

@FeignClient(value = "card-service", fallback = MemberCardServiceFallback.class)
public interface MemberCardClient {

    @RequestMapping(value = "/card/addCard", method = RequestMethod.POST)
    public CommonResult<Integer> addCard(@RequestParam(value = "json") String json) throws BusinessException;

    @RequestMapping(value = "/card/updateCard", method = RequestMethod.POST)
    public CommonResult<Integer> updateCard(@RequestParam(value = "json") String json) throws BusinessException;
}

编写MemberCardServiceFallback 方法，就是一个普通的服务实现类，增加@Component注解。

@Component
@Slf4j
public class MemberCardServiceFallback implements MemberCardClient {

    @Override
    public CommonResult<Integer> addCard(String json) throws BusinessException {
        CommonResult<Integer> result = new CommonResult<>("parking-card service not available! ");
        log.warn("parking-card service not available! ");
        return result;
    }

    @Override
    public CommonResult<Integer> updateCard(String json) throws BusinessException {
        CommonResult<Integer> result = new CommonResult<>("parking-card service not available! ");
        log.warn("parking-card service not available! ");
        return result;
    }

}

1.2 测试 Hystrix

上一章节中按正常流程已经将功能完成：会员开通后，积分生成，这里将不启动"积分子服务"，看看会是什么效果。(默认服务注册中心已经启动，这里及后续演示过程中不再专门提出)

1. 只启动 parking-member 一个子服务
2. 打开 parking-member 子服务的 swagger-ui 界面，调用会员绑定手机号接口(或采用 PostMan 工具)

正常情况下会直接调用 fallback 接口，快速失败，响应调用方。此时将积分模块服务启动，再次发起调用，正确情况下已不再调用 fallback 方法，而是正常调用积分服务接口，下图所示：

1.3 图形化监控 Hystrix

通过上面的应用，我们已经可以将 Hystrix 正常的集成到功能开发过程中，但究竟 Hystrix 实时运行状态是什么样的呢？有没有什么办法可以看到 Hystrix 的各项指标呢？这里我们引入 Hystrix Dashboard (仪表盘)，通过 UI 的方式，快速的查看运行状况。

新增仪盘表项目：我们在 parking-base-serv 项目下，新建一个名为 parking-hystrix-dashboard Spring Boot 子工程，专门来做 Hystrix 的仪表盘监控。修改 pom.xml 文件，添加相关依赖：

    <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>

在项目启动类中增加 @EnableHystrixDashboard 注解，开启仪表盘功能

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
@EnableHystrixDashboard
public class ParkingHystrixDashboardApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ParkingHystrixDashboardApplication.class, args);
    }

}

启动项目，打开地址：http://localhost:10093/hystrix，出现如下界面表明正常运行。

调整被监控项目：会员服务中在调用积分服务接口的过程中，采用 Feign 的方式发起远程调用，同时实现了 fallback 服务降级、快速失败功能，本次要监控的主要目标就是此功能。在 parking-member 项目 config 代码包下，增加 Hystrix 数据流的配置：

@Configuration
public class HystrixConfig {

    @Bean
    public ServletRegistrationBean<HystrixMetricsStreamServlet> getServlet() {
        HystrixMetricsStreamServlet servlet = new HystrixMetricsStreamServlet();
        ServletRegistrationBean<HystrixMetricsStreamServlet> bean = new ServletRegistrationBean<>(servlet);
        bean.addUrlMappings("/hystrix.stream");
        bean.setName("HystrixMetricsStreamServlet");
        return bean;
    }
}

启动后，打开本项目的 Hystrix 数据获取地址：http://localhost:10060/hystrix.stream，初始状态，页面会不停的输出 ping 空值的情况，只有采用 Hystrix 当相关功能被请求时，才能正常的输出数据 JSON 格式数据，如截图所示：

上图输出的结果不够友好，没有办法直观的分析 Hystrix 组件的应用情况，此时我们的仪表盘项目就派上用场。

仪表盘解读：将地址 http://localhost:10060/hystrix.stream 输入到 dashboard 页面中数据抓取地址栏中，Delay 项可采用默认值，Titile 项可以新取一个名字，便于我们能够识别。同样的，相关功能只有被执行过，仪表盘中才能正常的显示，下图所示是由于积分服务未启动，会员服务直接调用导致全部失败的情况。

 

二、sentinel的原理

博文参考