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微服务（八）——Hystrix服务降级、熔断、限流(上)

Nick · 7月26日 · 2022年 · · 本文14469字 · 阅读37分钟58

Hystrix是什么

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将不可避免地失败。

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又调用其它的微服务，这就是所谓的“扇出”。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，所谓的“雪崩效应”.\
对于高流量的应用来说，单一的后避依赖可能会导致所有服务器上的所有资源都在几秒钟内饱和。比失败更糟糕的是，这些应用程序还可能导致服务之间的延迟增加，备份队列，线程和其他系统资源紧张，导致整个系统发生更多的级联故障。这些都表示需要对故障和延迟进行隔离和管理，以便单个依赖关系的失败，不能取消整个应用程序或系统。

所以，通常当你发现一个模块下的某个实例失败后，这时候这个模块依然还会接收流量，然后这个有问题的模块还调用了其他的模块，这样就会发生级联故障，或者叫雪崩。

Hystrix是什么

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。

Hystrix停更进维

能干嘛

  • 服务降级
  • 服务熔断
  • 接近实对的监控
  • …

官网资料

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

Hystrix官宣，停更进维

https://github.com/Netflix/Hystrix

  • 被动修bugs
  • 不再接受合并请求
  • 不再发布新版本

Hystrix的服务降级熔断限流相关概念

1. 服务降级(fallback)

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

哪些情况会出发降级

  • 程序运行导常
  • 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

3. 服务限流(flowlimit)

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。

Hystrix支付微服务构建

将cloud-eureka-server7001改配置成单机版

1.新建cloud-provider-hygtrix-payment8001

2.POM

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>springcloud</artifactId>
        <groupId>cn.kt</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>cloud-provider-hygtrix-payment8001</artifactId>

    <properties>
        <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
    </properties>

    <dependencies>
        <!--引入自己的公共api-->
        <dependency>
            <groupId>cn.kt</groupId>
            <artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
            <version>${project.version}</version>
        </dependency>
        <!--hystrix-->
        <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>
        <!--web-->
        <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>
</project>

3.YML

server:
  port: 7001

eureka:
  instance:
    hostname: eureka7001.com #eureka服务端的实例名称
  client:
    register-with-eureka: false     #false表示不向注册中心注册自己。
    fetch-registry: false     #false表示自己端就是注册中心，我的职责就是维护服务实例，并不需要去检索服务
    service-url:
      #集群指向其它eureka
      #defaultZone: http://eureka7002.com:7002/eureka/
      #单机就是7001自己
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/
  server:
    #关闭自我保护机制，保证不可用服务被及时踢除
    enable-self-preservation: false
    eviction-interval-timer-in-ms: 2000

4.主启动

package cn.kt.springcloud;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;

/**
 * Created by tao.
 * Date: 2022/7/19 01:17
 * 描述:
 */

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class PaymentHystrixMain8001 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(PaymentHystrixMain8001.class, args);
    }
}

5.业务类

service

package cn.kt.springcloud.service;

import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * Created by tao.
 * Date: 2022/7/19 01:23
 * 描述:
 */

@Service
public class PaymentService {
    public String paymentInfo_OK(Integer id) {
        return "线程池:  " + Thread.currentThread().getName() + "  paymentInfo_OK,id:  " + id + "\t" + "O(∩_∩)O哈哈~";
    }

    public String paymentInfo_TimeOut(Integer id) {
        try {
            TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "线程池:  " + Thread.currentThread().getName() + " id:  " + id + "\t" + "O(∩_∩)O哈哈~" + "  耗时(秒): 3";
    }
}

controller

package cn.kt.springcloud.controller;

import cn.kt.springcloud.service.PaymentService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.annotation.Resource;

/**
 * Created by tao.
 * Date: 2022/7/19 01:26
 * 描述:
 */

@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;
    }
}

6.正常测试

启动eureka7001

启动cloud-provider-hystrix-payment8001

访问

success的方法： http://localhost:8001/payment/hystrix/ok/1
每次调用耗费5秒钟： http://localhost:8001/payment/hystrix/timeout/1

上述module均OK

以上述为根基平台，从正确 -> 错误 -> 降级熔断 -> 恢复。

JMeter高并发压测后卡顿

Mac安装使用教程参考：https://blog.csdn.net/aa390481978/article/details/108142460

上述在非高并发情形下，还能勉强满足

Jmeter压测测试

JMeter官网

The Apache JMeter™ application is open source software, a 100% pure Java application designed to load test functional behavior and measure performance. It was originally designed for testing Web Applications but has since expanded to other test functions.

开启Jmeter，来20000个并发压死8001，20000个请求都去访问paymentInfo_TimeOut服务

1.测试计划中右键添加-》线程-》线程组（线程组202102，线程数：200，线程数：100，其他参数默认）

2.刚刚新建线程组202102，右键它-》添加-》取样器-》Http请求-》基本 输入http\://localhost:8001/payment/hystrix/ok/1

3.点击绿色三角形图标启动。

看演示结果：拖慢，原因：tomcat的默认的工作线程数被打满了，没有多余的线程来分解压力和处理。

Jmeter压测结论

上面还是服务提供者8001自己测试，假如此时外部的消费者80也来访问，那消费者只能干等，最终导致消费端80不满意，服务端8001直接被拖慢。

订单微服务调用支付服务出现卡顿

看热闹不嫌弃事大，80新建加入

1.新建 - cloud-consumer-feign-hystrix-order80

2.POM

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>springcloud</artifactId>
        <groupId>cn.kt</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>cloud-consumer-feign-hystrix-order80</artifactId>

    <properties>
        <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
    </properties>

    <dependencies>
        <!--openfeign-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
        </dependency>
        <!--hystrix-->
        <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>
        <!--引入自己的公共api-->
        <dependency>
            <groupId>cn.kt</groupId>
            <artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
            <version>${project.version}</version>
        </dependency>
        <!--web-->
        <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>
        <!--一般基础通用配置-->
        <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>
</project>

3.YML

server:
  port: 80

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

4.主启动

package cn.kt.springcloud;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.hystrix.EnableHystrix;
import org.springframework.cloud.openfeign.EnableFeignClients;
/**
 * Created by tao.
 * Date: 2022/7/19 01:45
 * 描述:
 */

@SpringBootApplication
@EnableFeignClients
//@EnableHystrix
public class OrderHystrixMain80 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderHystrixMain80.class, args);
    }
}

5.业务类

package cn.kt.springcloud.service;

import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;

/**
 * Created by tao.
 * Date: 2022/7/19 01:47
 * 描述:
 */

@Component
@FeignClient(value = "CLOUD-PROVIDER-HYSTRIX-PAYMENT" /*,fallback = PaymentFallbackService.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);
}
import com.lun.springcloud.service.PaymentHystrixService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.annotation.Resource;

@RestController
@Slf4j
public class OrderHystirxController {
    @Resource
    private PaymentHystrixService paymentHystrixService;

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

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

6.正常测试

http://localhost/consumer/payment/hystrix/ok/1

7.高并发测试

2W个线程压8001

消费端80微服务再去访问正常的Ok微服务8001地址

http://localhost/consumer/payment/hystrix/ok/32

消费者80被拖慢

原因：8001同一层次的其它接口服务被困死，因为tomcat线程池里面的工作线程已经被挤占完毕。

正因为有上述故障或不佳表现才有我们的降级/容错/限流等技术诞生。

降级容错解决的维度要求

超时导致服务器变慢(转圈) - 超时不再等待

出错(宕机或程序运行出错) - 出错要有兜底

解决：

  • 对方服务(8001)超时了，调用者(80)不能一直卡死等待，必须有服务降级。
  • 对方服务(8001)down机了，调用者(80)不能一直卡死等待，必须有服务降级。
  • 对方服务(8001)OK，调用者(80)自己出故障或有自我要求(自己的等待时间小于服务提供者)，自己处理降级。

Hystrix之服务降级支付侧fallback

降级配置 - @HystrixCommand

8001先从自身找问题

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

8001fallback

业务类启用 - @HystrixCommand报异常后如何处理

—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调用类中的指定方法

@Service
public class PaymentService{

    @HystrixCommand(
            /*指定善后方法名*/
            fallbackMethod = "paymentInfo_TimeOutHandler",
            commandProperties = {
                    @HystrixProperty(
                            name = "execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds",
                            value = "3000"
                    )
            })
    public String paymentInfo_TimeOut(Integer id) {
        int a = 1/0;
        try {
            TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "线程池:  " + Thread.currentThread().getName() + " id:  " + id + "\t" + "O(∩_∩)O哈哈~" + "  耗时(秒): 3";
    }

    //用来善后的方法
    public String paymentInfo_TimeOutHandler(Integer id) {
        return "线程池:  " + Thread.currentThread().getName() + "  8001系统繁忙或者运行报错，请稍后再试,id:  " + id + "\t" + "o(╥﹏╥)o";
    }
}

上面故意制造两种异常:

  1. int age = 10/0，计算异常
  2. 我们能接受3秒钟，它运行5秒钟，超时异常。

当前服务不可用了，做服务降级，兜底的方案都是paymentInfo_TimeOutHandler

主启动类激活

添加新注解@EnableCircuitBreaker

package cn.kt.springcloud;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.circuitbreaker.EnableCircuitBreaker;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;

/**
 * Created by tao.
 * Date: 2022/7/19 01:17
 * 描述:
 */

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@EnableCircuitBreaker //此处添加
public class PaymentHystrixMain8001 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(PaymentHystrixMain8001.class, args);
    }
}

访问：http://localhost:8001/payment/hystrix/timeout/31

无论是超时还是报错，都是走善后的方法：
微服务（八）——Hystrix服务降级、熔断、限流(上)-左眼会陪右眼哭の博客

Hystrix之服务降级订单侧fallback

80订单微服务，也可以更好的保护自己，自己也依样画葫芦进行客户端降级保护

题外话，切记 - 我们自己配置过的热部署方式对java代码的改动明显

但对@HystrixCommand内属性的修改建议重启微服务

YML

server:
  port: 80

eureka:
  client:
    register-with-eureka: false
    fetch-registry: true
    service-url:
      #defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka,http://eureka7002.com:7002/eureka
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka
#设置feign客户端超时时间(OpenFeign默认支持ribbon)(单位：毫秒)
ribbon:
  #指的是建立连接所用的时间，适用于网络状况正常的情况下,两端连接所用的时间
  ReadTimeout: 5000
  #指的是建立连接后从服务器读取到可用资源所用的时间
  ConnectTimeout: 5000

#开启feign 支持 hystrix
feign:
  hystrix:
    enabled: true

主启动

package cn.kt.springcloud;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.hystrix.EnableHystrix;
import org.springframework.cloud.openfeign.EnableFeignClients;
/**
 * Created by tao.
 * Date: 2022/7/19 01:45
 * 描述:
 */

@SpringBootApplication
@EnableFeignClients
@EnableHystrix //此处添加
public class OrderHystrixMain80 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderHystrixMain80.class, args);
    }
}

业务类

package cn.kt.springcloud.controller;

import cn.kt.springcloud.service.PaymentHystrixService;
import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixCommand;
import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixProperty;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.annotation.Resource;

/**
 * Created by tao.
 * Date: 2022/7/19 01:49
 * 描述:
 */

@RestController
@Slf4j
public class OrderHystirxController {
    @Resource
    private PaymentHystrixService paymentHystrixService;

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

    @GetMapping("/consumer/payment/hystrix/timeout/{id}")
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentTimeOutFallbackMethod", commandProperties = {
            @HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds", value = "1500")
    })
    public String paymentInfo_TimeOut(@PathVariable("id") Integer id) {
        //int age = 10/0;
        String result = paymentHystrixService.paymentInfo_TimeOut(id);
        return result;
    }

    //善后方法
    public String paymentTimeOutFallbackMethod(@PathVariable("id") 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,o(╥﹏╥)o";
    }
}

访问：http://localhost/consumer/payment/hystrix/timeout/31

无论是超时还是报错，都是走善后的方法（如果8081处出错，走8081处的善后方法；如果80处出错了，走80处善后方法）：
微服务（八）——Hystrix服务降级、熔断、限流(上)-左眼会陪右眼哭の博客

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