一、背景介紹

在上一篇文章中，我們介紹了 Spring Cloud 技術(shù)體系中最核心的組件之一 Feign，它主要作用是簡(jiǎn)化 HTTP 客戶端的開發(fā)工作，通過(guò)簡(jiǎn)單的幾個(gè)注解配置即可完成 HTTP 調(diào)用的綁定操作。

今天通過(guò)這篇文章，結(jié)合之前的知識(shí)，我們一起來(lái)了解一下 Spring Cloud 技術(shù)體系中另一個(gè)最核心的組件之一 Hystrix。

二、Hystrix 簡(jiǎn)介

Spring Cloud Hystrix 是一套基于 Netflix Hystrix 實(shí)現(xiàn)的斷路器工具，主要作用是處理那些可能會(huì)失敗并且需要被隔離的遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用，以避免導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰。

在微服務(wù)架構(gòu)中，業(yè)務(wù)服務(wù)之間的調(diào)用通常錯(cuò)綜復(fù)雜，比如某個(gè)服務(wù)接口 A，當(dāng)收到用戶請(qǐng)求的時(shí)候，會(huì)調(diào)用服務(wù) B 的接口；服務(wù)接口 C 可能也會(huì)調(diào)用服務(wù) B，依次類推。

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這種請(qǐng)求鏈路非常常見，假設(shè)服務(wù) B 因?yàn)檎?qǐng)求量過(guò)大而出現(xiàn)無(wú)法響應(yīng)，導(dǎo)致服務(wù)不可用。此時(shí)所有調(diào)用服務(wù) B 的客戶端都會(huì)出現(xiàn)異常，甚至?xí)駶L雪球一樣放大到所有相關(guān)的服務(wù)。

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對(duì)于要求高可用的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，顯然這是不可接受的。為了解決這個(gè)問(wèn)題，因此產(chǎn)生了斷路器這類服務(wù)保護(hù)的工具。

Hystrix 類似于電路中的斷路器，當(dāng)線路中有點(diǎn)電器發(fā)生短路時(shí)，此時(shí)斷路器就會(huì)發(fā)揮作用，它會(huì)及時(shí)的切斷故障電路，防止發(fā)生過(guò)載、發(fā)熱、甚至起火等嚴(yán)重后果，以保護(hù)線路的安全。

引入 Hystrix 之后，服務(wù)的遠(yuǎn)程調(diào)用邏輯可以用如下圖來(lái)簡(jiǎn)要概括。

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當(dāng)調(diào)用遠(yuǎn)程服務(wù)失敗率達(dá)到一定閾值時(shí)，Hystrix 會(huì)自動(dòng)打開斷路器，阻止對(duì)下游服務(wù)的進(jìn)一步調(diào)用，從而避免系統(tǒng)資源的浪費(fèi)和可能的級(jí)聯(lián)失敗；當(dāng)下游服務(wù)恢復(fù)正常之后，斷路器會(huì)在一段時(shí)間后自動(dòng)或半自動(dòng)地關(guān)閉，嘗試恢復(fù)下游服務(wù)調(diào)用。

下面我們通過(guò)具體的例子，看看如何使用 Hystrix 來(lái)實(shí)現(xiàn)服務(wù)自動(dòng)熔斷。

三、方案實(shí)踐

3.1、Hystrix 使用示例

在此，我們以之前介紹的 Ribbon 為例，依次創(chuàng)建eureka-server、eureka-provider工程，就不重復(fù)粘貼了。

3.1.1、創(chuàng)建服務(wù)消費(fèi)者

根據(jù)eureka-consumer-ribbon復(fù)制一個(gè)服務(wù)消費(fèi)者工程，命名為eureka-consumer-ribbon-hystrix，并在pom.xml中引入 Hystrix 依賴包，示例如下：

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

3.1.2、開啟掃描 Hystrix 功能

然后，創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)啟動(dòng)類并添加@EnableCircuitBreaker或者@EnableHystrix注解，表示開啟掃描 Hystrix 功能。

@EnableCircuitBreaker
@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
publicclass Application {

    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate() {
        returnnew RestTemplate();
    }

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

3.1.3、編寫服務(wù)降級(jí)方法

接著，創(chuàng)建一個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)RpcService并使用@HystrixCommand注解指定服務(wù)遠(yuǎn)程調(diào)用失敗后的降級(jí)方法，示例如下：

@Service
publicclass RpcService {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @HystrixCommand(fallbackMethod = "fallback")
    public String hello() {
        String url = "http://eureka-provider/hello";
        String result = restTemplate.getForObject(url, String.class);
        return result;
    }

    /**
     * 服務(wù)降級(jí)方法
     * @return
     */
    public String fallback() {
        return"發(fā)起遠(yuǎn)程調(diào)用失敗，服務(wù)自動(dòng)熔斷";
    }
}

3.1.4、編寫遠(yuǎn)程調(diào)用類

最后，創(chuàng)建一個(gè)controller，通過(guò)定義的遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)發(fā)起請(qǐng)求。

@RestController
publicclass HelloController {

    @Autowired
    private RpcService rpcService;


    /**
     * 發(fā)起遠(yuǎn)程調(diào)用測(cè)試
     * @return
     */
    @GetMapping("/rpc")
    public String rpc() {
        String result = rpcService.hello();
        return"發(fā)起遠(yuǎn)程調(diào)用，收到返回的信息：" +  result;
    }
}

3.1.5、服務(wù)測(cè)試

完成以上工程之后，依次將eureka-server、eureka-provider、eureka-consumer-ribbon-hystrix服務(wù)啟動(dòng)起來(lái)。

然后在瀏覽器上訪問(wèn)eureka-consumer-ribbon-hystrix服務(wù)中的/rpc接口，中途將eureka-provider服務(wù)停掉，可以得到類似于如下內(nèi)容。

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可以清晰的看到，當(dāng)客戶端遠(yuǎn)程調(diào)用失敗后，斷路器自動(dòng)開啟并調(diào)用指定的服務(wù)降級(jí)方法。

3.1.6、斷路器閾值設(shè)置

默認(rèn)情況下，被 Hystrix 保護(hù)的方法，在 10 秒內(nèi)，調(diào)用次數(shù)超過(guò)了 20 次并且出現(xiàn) 50% 以上的請(qǐng)求發(fā)生失敗， 那么斷路器就會(huì)進(jìn)入打開狀態(tài)，所有后續(xù)的調(diào)用都將會(huì)由回調(diào)方法處理；如果服務(wù)提供者掛了，也會(huì)直接進(jìn)入打開狀態(tài)。在 5 秒之后，斷路器進(jìn)入半開狀態(tài)，將會(huì)再次嘗試調(diào)用原始的方法，如果請(qǐng)求成功，斷路器進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。

如果想要調(diào)整斷路器閾值，例如在 20 秒內(nèi)，調(diào)用次數(shù)超過(guò) 30 次并且失敗率超過(guò) 30% 時(shí)，斷路器自動(dòng)進(jìn)入打開狀態(tài)，可以通過(guò)如下方式進(jìn)行配置。

@HystrixCommand(fallbackMethod = "fallback",commandProperties = {
        @HystrixProperty(
                name = "circuitBreaker.requestVolumeThreshold",
                value = "30"),
        @HystrixProperty(
                name = "circuitBreaker.errorThresholdPercentage",
                value = "30"),
        @HystrixProperty(
                name = "metrics.rollingStats.timeInMilliseconds",
                value = "20000"),
        @HystrixProperty(
                name = "circuitBreaker.sleepWindowInMilliseconds",
                value = "60000")
})
public String hello() {
    String url = "http://eureka-provider/hello";
    String result = restTemplate.getForObject(url, String.class);
    return result;
}

3.2、Feign 使用 Hystrix

在介紹 Feign 使用方式中，我們有提到過(guò) Feign 不僅整合了 Ribbon，還整合了 Hystrix。因此，我們可以在 Feign 客戶端中直接使用 Hystrix 相關(guān)功能。

根據(jù)之前的eureka-consumer-feign復(fù)制一個(gè)服務(wù)消費(fèi)者工程，命名為eureka-consumer-feign-hystrix，相關(guān)的依賴包也一起 copy 過(guò)來(lái)。

3.2.1、添加相關(guān)配置

然后，在application.properties配置文件中，開啟 hystrix 熔斷。

# 在Feign中開啟 hystrix熔斷
feign.hystrix.enabled=true

3.2.2、編寫服務(wù)回調(diào)類

接著，創(chuàng)建回調(diào)類RpcServiceHystrix并實(shí)現(xiàn)RpcService接口。

@Component
public class RpcServiceHystrix implements RpcService {


    @Override
    public String findByName(@RequestParam(value = "name") String name) {
        return "請(qǐng)求失敗，服務(wù)自動(dòng)降級(jí)，請(qǐng)求參數(shù)：" +name;
    }
}

3.2.3、指定服務(wù)回調(diào)類

再然后，在@FeignClient注解中通過(guò)fallback屬性指定請(qǐng)求失敗時(shí)的回調(diào)類；同時(shí)，在服務(wù)提供者中也增加一個(gè)/findByName接口，用于接受請(qǐng)求。

/**
 * 配置要調(diào)用的服務(wù)實(shí)例名稱，并指定請(qǐng)求失敗時(shí)的回調(diào)類
 */
@FeignClient(name = "eureka-provider", fallback = RpcServiceHystrix.class)
public interface RpcService {

    /**
     * 要調(diào)用的目標(biāo)服務(wù)接口地址
     * @return
     */
    @RequestMapping(value = "/findByName")
    String findByName(@RequestParam(value = "name") String name);
}

3.2.4、編寫遠(yuǎn)程調(diào)用類

最后，創(chuàng)建一個(gè)controller，通過(guò)定義的 feign 客戶端和 hystrix 熔斷器來(lái)調(diào)用服務(wù)提供方的接口。

@RestController
publicclass HelloController {

    @Autowired
    private RpcService rpcService;


    /**
     * 發(fā)起遠(yuǎn)程調(diào)用測(cè)試
     * @return
     */
    @GetMapping("/rpc")
    public String rpc(@RequestParam(value = "name") String name) {
        String result = rpcService.findByName(name);
        return"通過(guò) feign 發(fā)起遠(yuǎn)程調(diào)用(帶 hystrix 熔斷器)，收到返回的信息：" +  result;
    }
}

3.2.5、服務(wù)測(cè)試

完成以上工程之后，依次將eureka-server、eureka-provider、eureka-consumer-feign-hystrix服務(wù)啟動(dòng)起來(lái)。

與之類似，然后在瀏覽器上訪問(wèn)eureka-consumer-feign-hystrix服務(wù)中的/rpc接口，中途將eureka-provider服務(wù)停掉，可以得到類似于如下內(nèi)容。

可以清晰的看到，效果與上文介紹的一樣。當(dāng)客戶端遠(yuǎn)程調(diào)用失敗后，斷路器自動(dòng)開啟并調(diào)用指定的服務(wù)回調(diào)方法。

四、小結(jié)

最后總結(jié)一下，在微服務(wù)架構(gòu)中，服務(wù)之間的依賴關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，一個(gè)服務(wù)的失敗可能會(huì)影響到調(diào)用它的其他服務(wù)，進(jìn)而引發(fā)整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。

Hystrix 就是為了解決這類問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。Hystrix 具備斷路器模式、服務(wù)降級(jí)、請(qǐng)求緩存、請(qǐng)求合并、線程隔離、自動(dòng)回退等強(qiáng)大功能，由 Netflix 開發(fā)并開源。

盡管之后 Netflix 宣布對(duì)其停止維護(hù)，但是 Hystrix 仍然是一個(gè)值得學(xué)習(xí)和了解的重要工具，特別是在理解分布式系統(tǒng)容錯(cuò)和斷路器模式方面。

五、參考

1. http://www.ityouknow.com/springcloud/2017/05/16/springcloud-hystrix.html
2. https://www.didispace.com/spring-cloud/springcloud3.html#netflix-hystrix