Hystrix断路器

一、概述

分布式系统面临的问题

复杂分布式体系结构中的应用程序有数十个依赖关系，每个依赖关系在某些时候不可避免地失败。

服务雪崩

多个微服务之间调用的时候，假设微服务A调用微服务B和微服务C，微服务B和微服务C又调用其他的微服务，这就是所谓的 “扇出效应” 如果扇出的链路上某个微服务的调用响应时间过长或者不可用，对微服务A的调用就会占用越来越多的系统资源，进而引起系统崩溃，所谓“雪崩效应”

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发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

1. 作用

服务降级
服务熔断
接近实时的监控

2. 现状：停更进维

官网：https://github.com/Netflix/Hystrix/wiki/How-To-Use

Hystrix官宣，停更进维

Hystrix is no longer in active development, and is currently in maintenance mode.

二、Hystrix重要概念

1. 服务降级 FallBack

向调用方返回一个复合预期的可处理的备选响应,如 “服务器忙，请稍后再试！”不让客户等待并立刻返回一个友好提示。FallBack
哪些情况会触发降级

程序运行异常
超时
服务熔断触发服务降级
线程池/信号量打满也会导致服务降级

2. 服务熔断 Break

类似保险丝达到最大服务访问后，直接拒绝访问，然后用服务降级的方法返回友好提示。
就是保险丝->服务降级-进而熔断-恢复调用链路

3. 服务限流 Flowlimit

秒杀高并发等操作，严禁拥挤，排队1秒N个，有序进行

三、Hystrix 案例

1.构建

1.1 新建module

cloud-provider-hystrix-payment8001

1.2 pom

需引入 spring-cloud-starter-netflix-hystrix 和 Eureka

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
        </dependency>
        <!--eureka-client-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
        </dependency>

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


        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

1.3 yml

server:
  port: 8001
spring:
  application:
    name: cloud-provider-hystrix-payment
eureka:
  client:
    register-with-eureka: true
    fetchRegistry: true
    service-url:
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka

1.4 main

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class HystrixPaymentMain8001 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(HystrixPaymentMain8001.class,args);
    }
}

1.5 service

@Service
public class PaymentService {
    /*正常访问OK的*/
    public String paymentInfo_OK(Integer id){
        return  "线程池："+Thread.currentThread().getName()+" paymentInfo_OK，ID： "+id;
    }
    public String paymentInfo_Timeout(Integer id) {
        try{
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);}
        catch (    InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return  "线程池："+Thread.currentThread().getName()+" paymentInfo_Timeout，ID："+id;
    }
}

1.6 controller

@RestController
@Slf4j
public class PaymentController {
    @Resource
    private PaymentService paymentService;
    @Value("${server.port}")
    private String serverPort;

    @GetMapping("/payment/hystrix/ok/{id}")
    public String paymentInfo_OK(@PathVariable("id")Integer id){
        String result=paymentService.paymentInfo_OK(id);
        log.info("****result:"+result);
        return  result;
    }
    @GetMapping("/payment/hystrix/timeout/{id}")
    public String paymentInfo_TimeOut(@PathVariable("id")Integer id){
        String result=paymentService.paymentInfo_Timeout(id);
        log.info("****result:"+result);
        return  result;
    }


}

1.7 启动本服务和 Eureka服务

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1.8 查看正常访问耗时

3000ms

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不到10ms

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2.Jmeter高并发测试8001

2.1 新建线程组

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2.2 开启压测后两个接口耗时明显增多

开启压测后查看耗时

ok:1700ms

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timeout: 4200ms

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tomcat的默认工作线程数被打满了，没有多余的线程来分解压力和处理。

2.3 结论

上面是服务提供者自测，如果消费者访问，只能干等，最终导致消费端80不满意，服务端8001直接被拖死。

3.新建消费者80 使用消费者测试接口

3.1. 新建module cloud-consumer-feign-hystrix-order80

3.2 pom

    <dependencies>
        <!--open feign-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
        </dependency>
        <!--eureka-client-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.zhl.springcloud</groupId>
            <artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
            <version>${project.version}</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

3.3. yml

server:
  port: 80

spring:
  application:
    name: cloud-consumer-feign-hystrix-order80

eureka:
  client:
    register-with-eureka: true
    fetchRegistry: true
    service-url:
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka

3.4 main

@SpringBootApplication
@EnableFeignClients
public class FeignHystixOrderMainF80 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(FeignHystixOrderMainF80.class,args);
    }
}

3.5 Service

com.zhl.springcloud.service.PaymentHystrixService

@Component
@FeignClient(value = "CLOUD-PROVIDER-HYSTRIX-PAYMENT")
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);
}

3.6 Controller

com.zhl.springcloud.controller.OrderHystrixController

@RestController
@Slf4j
public class OrderHystrixController {
    @Resource
    PaymentHystrixService paymentHystrixService;

    @GetMapping("/consumer/payment/hystrix/ok/{id}")
    public String paymentInfo_OK(@PathVariable("id")Integer id){
        return paymentHystrixService.paymentInfo_OK(id);
    }
    @GetMapping("/consumer/payment/hystrix/timeout/{id}")
    public String paymentInfo_TimeOut(@PathVariable("id")Integer id){
        return paymentHystrixService.paymentInfo_TimeOut(id);
    }
}

3.7 调用测试

测试OK接口耗时8ms

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开启JMeter进行压测后，再访问

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4.故障现象和导致原因

8001 访问繁忙，客户端相应缓慢。

5.结论

正因为有上述故障或不佳表现，才有降级、容错、限流技术诞生。

6.如何解决？解决的需求

服务提供者超时、服务器变慢：消费者不能一直等待，必须有服务降级
服务提供者出错（宕机或程序运行出错）：消费者不能一直等待，必须有服务降级
消费者等待时间小于服务提供者运行时间，消费者自己处理降级。

7. 服务降级

7.1.降级配置

@HystrixCommand

7.2 服务提供者分析

设置自身调用超时时间峰值，峰值内可以正常运行超过了需要有兜底的方法处理，作服务降级fallback

7.3 服务提供者8001服务降级代码优化

一旦调用服务方法失败并抛出了错误信息后会自动调用@HystrixCommand标注好的fallbackMethod调用类中指定的方法

超时或降级都由fallbackMethod处理

使用@HystrixCommand 注解标注超时处理方法，

7.4 服务提供者8001服务降级优化

7.4.1 Service:

com.zhl.springcloud.service.PaymentService

@Service
public class PaymentService {
    /*正常访问OK的*/
    public String paymentInfo_OK(Integer id){
        return  "线程池："+Thread.currentThread().getName()+" paymentInfo_OK，ID： "+id;
    }

    /*超时 或 降级 都由fallbackMethod处理*/
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentInfo_TimeoutHandler",commandProperties = {
            //正常超时时间3秒，超时执行fallbackMethod
            @HystrixProperty( name="execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds",value = "3000")
    })
    public String paymentInfo_Timeout(Integer id) {
        int timenumner=5;
        try{
            TimeUnit.SECONDS.sleep(timenumner);}
        catch (    InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return  "线程池："+Thread.currentThread().getName()+" paymentInfo_Timeout，ID："+id+"\t"+"耗时："+timenumner;
    }
    /*降级处理*/
    public   String paymentInfo_TimeoutHandler(Integer id){
        return  "线程池："+Thread.currentThread().getName()+" paymentInfo_Timeout，ID："+id+"\t"+"降级处理";
    }
}

7.4.2 主启动类激活添加新注解 @EnableCircuitBreaker

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@EnableCircuitBreaker
public class HystrixPaymentMain8001 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(HystrixPaymentMain8001.class,args);
    }
}

7.4.3 超时降级测试

服务需要5秒，3秒返回降级信息。

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7.4.4 异常测试

修改业务类

    /*超时 或 降级 都由fallbackMethod处理*/
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentInfo_TimeoutHandler",commandProperties = {
            //正常超时时间3秒，超时执行fallbackMethod
            @HystrixProperty( name="execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds",value = "3000")
    })
    public String paymentInfo_Timeout(Integer id) {
        int timenumner=5;
        /*测试报错*/
        int age=10/0;
        try{
            TimeUnit.SECONDS.sleep(timenumner);}
        catch (    InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return  "线程池："+Thread.currentThread().getName()+" paymentInfo_Timeout，ID："+id+"\t"+"耗时："+timenumner;
    }
    /*降级处理*/
    public   String paymentInfo_TimeoutHandler(Integer id){
        return  "线程池："+Thread.currentThread().getName()+" 系统繁忙或运行保存，请稍后再试，ID："+id+"\t"+"降级处理";
    }

访问测试：

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7.5 消费者服务80 服务降级

7.5.1 YML 配置OpenFeign 支持 Hystrix

server:
  port: 80

spring:
  application:
    name: cloud-consumer-feign-hystrix-order80
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka
#OpenFeign开启Hystrix
feign:
  hystrix:
    enabled: true

7.5.2 Main 开启熔断器@EnableCircuitBreaker

@SpringBootApplication
@EnableFeignClients
@EnableCircuitBreaker
public class FeignHystixOrderMainF80 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(FeignHystixOrderMainF80.class,args);
    }
}

7.5.3 Controller

com.zhl.springcloud.controller.OrderHystrixController

@RestController
@Slf4j
public class OrderHystrixController {
    @Resource
    PaymentHystrixService paymentHystrixService;

    @GetMapping("/consumer/payment/hystrix/ok/{id}")
    public String paymentInfo_OK(@PathVariable("id")Integer id){
        return paymentHystrixService.paymentInfo_OK(id);
    }
    /*1.5秒超时*/
    @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){
        return paymentHystrixService.paymentInfo_TimeOut(id);
    }
    /*降级处理*/
    public   String paymentInfo_TimeoutHandler(Integer id){
        return  "我是消费者80，对方支付系统繁忙，请10秒钟后再试或者自己运行出错请检查自己 (╥╯^╰╥)";
    }
}

7.5.4 服务提供者业务代码 5秒超时，3秒业务处理时间

@Service
public class PaymentService {
    /*正常访问OK的*/
    public String paymentInfo_OK(Integer id){
        return  "线程池："+Thread.currentThread().getName()+" paymentInfo_OK，ID： "+id;
    }

    /*超时 或 降级 都由fallbackMethod处理*/
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentInfo_TimeoutHandler",commandProperties = {
            //正常超时时间3秒，超时执行fallbackMethod
            @HystrixProperty( name="execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds",value = "5000")
    })
    public String paymentInfo_Timeout(Integer id) {
        int timenumner=3;
        /*测试报错*/
        try{
            TimeUnit.SECONDS.sleep(timenumner);}
        catch (    InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return  "线程池："+Thread.currentThread().getName()+" paymentInfo_Timeout，ID："+id+"\t"+"耗时："+timenumner;
    }
    /*降级处理*/
    public   String paymentInfo_TimeoutHandler(Integer id){
        return  "线程池："+Thread.currentThread().getName()+" 系统繁忙或运行保存，请稍后再试，ID："+id+"\t"+"降级处理";
    }
}

7.5.5 超时测试效果提供者3秒消费者1.5秒

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7.5.6 消费者自己出错测试

int age=10/0 测试出错

    /*1.5秒超时*/
    @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){
        int age=10/0;
        return paymentHystrixService.paymentInfo_TimeOut(id);
    }
    /*降级处理*/
    public   String paymentInfo_TimeoutHandler(Integer id){
        return  "我是消费者80，对方支付系统繁忙，请10秒钟后再试或者自己运行出错请检查自己, (╥╯^╰╥)";
    }

7.6 服务降级全局配置

目前每个业务对应一个兜底的方法，代码膨胀，需要统一和自定义分开。

7.6.1 Controller级别配置

在Controller加@DefaultPropertie注解，指定控制器内全局处理方法 .

com.zhl.springcloud.controller.OrderHystrixController

在接口上只引用@HystrixCommand ,不用指定fallbackMethod.

定义一个Controller全局的处理方法，这里为ControllerGlobalFallBack

注意：

接口级别的Fallback Method需要参数与返回类型与接口一致。

类级别的 FallbackMethod 这里为ControllerGlobalFallBack 不能有参数，否则报错 fallback method wasn't found:

@RestController
@Slf4j
/*Controller级别默认处理方法*/
@DefaultProperties(defaultFallback = "ControllerGlobalFallBack")
public class OrderHystrixController {
    @Resource
    PaymentHystrixService paymentHystrixService;

    @GetMapping("/consumer/payment/hystrix/ok/{id}")
    public String paymentInfo_OK(@PathVariable("id")Integer id){
        return paymentHystrixService.paymentInfo_OK(id);
    }
    /*1.5秒超时*/
    @GetMapping("/consumer/payment/hystrix/timeout/{id}")
    /*自定义指定处理方法*/
    /*@HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentInfo_TimeoutHandler",commandProperties = {
            @HystrixProperty( name="execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds",value = "1500")
    })*/
    @HystrixCommand
    public String paymentInfo_TimeOut(@PathVariable("id")Integer id){
        //int age=10/0;
        return paymentHystrixService.paymentInfo_TimeOut(id);
    }
    /*降级处理*/
    public   String paymentInfo_TimeoutHandler(Integer id){
        return  "我是消费者80，对方支付系统繁忙，请10秒钟后再试或者自己运行出错请检查自己, (╥╯^╰╥)";
    }
    /*Controller全局FallBack处理*/
    public String ControllerGlobalFallBack(){
        return "ControllerGlobalFallBack";
    }
}

7.6.2 服务调用接口统一配置

新建一个类实现FeignClient所在接口

@Component
public class HystrixPaymentFallBackService implements PaymentHystrixService {
    @Override
    public String paymentInfo_OK(Integer id) {
        return "---HystrixPaymentServiceImpl_paymentInfo_OK fallback ";
    }

    @Override
    public String paymentInfo_TimeOut(Integer id) {
        return "----HystrixPaymentServiceImpl_paymentInfo_TimeOut fallback";
    }
}

YML开启Feign

#OpenFeign开启Hystrix
feign:
  hystrix:
    enabled: true

controller 中取消 @HystrixCommand 的注解

@RestController
@Slf4j
/*Controller级别默认处理方法*/
//@DefaultProperties(defaultFallback = "ControllerGlobalFallBack")
public class OrderHystrixController {
    @Resource
    PaymentHystrixService paymentHystrixService;

    @GetMapping("/consumer/payment/hystrix/ok/{id}")
    public String paymentInfo_OK(@PathVariable("id")Integer id){
        return paymentHystrixService.paymentInfo_OK(id);
    }
    /*1.5秒超时*/
    @GetMapping("/consumer/payment/hystrix/timeout/{id}")
    /*自定义指定处理方法*/
    /*@HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentInfo_TimeoutHandler",commandProperties = {
            @HystrixProperty( name="execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds",value = "1500")
    })*/
    /* @HystrixCommand*/
    public String paymentInfo_TimeOut(@PathVariable("id")Integer id){
        //int age=10/0;
        return paymentHystrixService.paymentInfo_TimeOut(id);
    }
    /*降级处理*/
    public   String paymentInfo_TimeoutHandler(Integer id){
        return  "我是消费者80，对方支付系统繁忙，请10秒钟后再试或者自己运行出错请检查自己, (╥╯^╰╥)";
    }
    /*Controller全局FallBack处理*/
    public String ControllerGlobalFallBack(){
        return "ControllerGlobalFallBack";
    }
}

访问timeout接口测试

SpringCloud课程：15.Hystrix断路器简介与服务降级