Spring Cloud入门教程(四)：微服务容错保护(Hystrix)

我们在实践微服务架构时，通常会将业务拆分成一个个微服务，微服务之间通过网络进行通信，进行互相调用，造成了微服务之间存在依赖关系。我们知道由于网络原因或者自身的原因，服务并不能保证服务的100%可用，如果单个服务出现问题，调用这个服务就会出现网络延迟甚至调用失败，而调用失败又会造成用户刷新页面并再次尝试调用，再加上其它服务调用，从而增加了服务器的负载，导致服务瘫痪，最终甚至会导致整个服务“雪崩”。

Netflix为解决这个问题根据断路器模式创建了一个名为Hystrix的库。“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。

HystrixFallback

当然，在请求失败频率较低的情况下，Hystrix还是会直接把故障返回给客户端。只有当失败次数达到阈值（默认在20秒内失败5次）时，断路器打开并且不进行后续通信，而是直接返回备选(FallBack)响应。

1. 示例代码

对于上一篇我们提到了Feign默认是整合了Ribbon和Hystrix这两个框架，所以代码我们在上一篇的基础上进行修改。

首先，需要说明的是实现微服务容错保护的是服务消费方，也就是Mall工程。那接下来我们代码的更改也主要都是对Mall工程进行修改，其它工程的代码将保持不变。

1.1 增加对Hystrix的依赖

在pom文件中增加如下代码：

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

1.2 开启Hystrix的支持

修改Application类：

/**
 * TwoStepsFromJava Cloud -- Mall Web Project
 *
 * @author CD826(CD826Dong@gmail.com)
 * @since 1.0.0
 */@EnableCircuitBreaker@EnableFeignClients@EnableDiscoveryClient@SpringBootApplicationpublic class Application {    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }

}

这里增加了@EnableCircuitBreaker注解，也就是启用断路器支持。

1.3 实现ProductService的FallBack

这里我们新增了一个实现了，并实现了ProductService接口：

/**
 * Product Service Fallback
 *
 * @author CD826(CD826Dong@gmail.com)
 * @since 1.0.0
 */@Componentpublic class ProductServiceFallback implements ProductService {    @Override
    public List<Product> findAll() {        return Collections.emptyList();
    }    @Override
    public Product loadByItemCode(@PathVariable("itemCode") String itemCode) {        return new Product("error", "未知", "TwoStepsFromJava-Fallback", 0);
    }
}

对于findAll方法，我们直接返回了一个空白集合(当前，你可以在这里定义任何你想返回给用户显示的信息)。loadByItemCode方法则返回了一个固定产品信息。

1.3 让ProductService具有容错能力

这个很简单，我们只需要在注解中进行配置即可，如下：

/**
 * Product Service
 *
 * @author CD826(CD826Dong@gmail.com)
 * @since 1.0.0
 */@FeignClient(name = "PRODUCT-SERVICE", fallback = ProductServiceFallback.class)public interface ProductService {    @RequestMapping(value = "/products", method = RequestMethod.GET)    List<Product> findAll();    @RequestMapping(value = "/products/{itemCode}", method = RequestMethod.GET)    Product loadByItemCode(@PathVariable("itemCode") String itemCode);

}

这个仅仅是在@FeignClient注解中增加了fallback的配置，并设置其值为我们刚刚新建的类:ProductServiceFallback。

1.4 让Feign启用Hystrix

这个需要在application.properties中增加下面一个配置:

feign.hystrix.enabled=true

1.5 微服务容错测试

1. 首先，我们启动Eureka Server、两个PRODUCT-SERVICE及mall-web，启动后在Eureka Server的监控界面可以看到注册的服务如下：

Hystrix-010

1. 我们在浏览器中访问：http://localhost:8080/products/item-3，我们可以看到如下界面：

Hystrix-020

这说明我们的服务调用是成功的。

1. 我们停掉端口为2100的PRODUCT-SERVICE服务，这时候在Eureka Server的监控界面可以看到注册的服务如下：

Hystrix-030

说明，PRODUCT-SERVICE的其中一个微服务已经宕机，此时我们再访问上面的地址依然可以得到正确的响应。

1. 我们继续停掉端口为2200的PRODUCT-SERVICE服务，这时候在Eureka Server的监控界面可以看到注册的服务如下：

Hystrix-040

说明，PRODUCT-SERVICE服务全部已经宕机，此时我们再访问上面的地址，将会看到如下界面:

Hystrix-050

可以看到FallBack已经启作用，当全部PRODUCT-SERVICE不起作用时，mall-web中的ProductService进入了回退处理。

1.6 在不使用Feign时如何使用Hystrix

其实Hystrix提供了两个对象来支持回退处理：HystrixCommand和HystrixObservableCommand，其中后者是用在依赖的服务返回多个操作结果的时候，这里我们只演示一下HystrixCommand的使用，对于后者可自行尝试，或者查看官方文档。

这里假设我们有一个UserController其中findById方法需要进行容错保护，那么代码如下：

@HystrixCommand(fallbackMethod="findByIdFallback")@RequestMapping(value = "/users/{id}", method = RequestMethod.GET)public User findById(@PathVariable Long id) {    return this.restTemplate.getForObject("http://USER-SERVICE/"+ id, User.class);
}public User findByIdFallback(Long id) {
    User user = new User();
    user.setId(-1);
    user.setName("-default-");    return user;
}

可以看出，对于FallBack方法只需要与原方法具有相同的参数及返回值即可，也就是说函数签名要相同。当然@HystrixCommand注解还有很多属性可以自定义，大家可以自行进行尝试。

2. Hystrix容错原理简析

• 请求封装: 不论是HystrixCommand还是HystrixObervableCommand从类命名上可以看到Hystrix其实是使用了"命令模式"，通过命令模式实现对服务调用操作的封装，将每个命令在一个独立线程中进行执行；

• 跳闸机制: 当某个服务的错误率超过一定阀值时(默认在20秒内失败5次), Hystrix可以自动或手动进行服务跳闸，停止向该服务请求一段时间；

• 资源隔离: Hystrix为每一个服务依赖都维护了一个小型线程池，如果该线程池已满，那么发往该服务的请求就会立即被拒绝，而不是排队等候，从而加速服务失败的判定；

• 服务监控: Hystrix可以近乎实时地监控运行指标和配置的变化，例如对请求的成功、失败、超时以及拒绝等；

• 回退机制: 当请求失败、超时、被拒绝、或当断路器打开时，执行相应的回退逻辑;

• 自我修复: 当断路器打开一段时间后，Hystrix会进入"半开"状态，断路器会允许一个请求尝试对服务进行请求，如果该服务可以调用成功，则关闭断路器，否则将继续保持断路器打开。

3. Hystrix监控

Hystrix除了实现服务容错之外，还提供了对服务请求的监控：每秒执行的请求数、成功数等。开启Hystrix的监控非常简单，一个是添加spring-cloud-starter-hystrix，这个在之前的示例中以及添加。二是添加spring-boot-starter-actuator，能够让/hystrix-stream端点可以获取到Hystrix的监控数据。

启动服务后，我们在浏览器中输入: http://locaohost:8080/hystrix.stream就会看到下面的界面：

Hystrix-080

可以看到页面会重复输出一些统计数据(注: 你要先尝试访问一下所提供的服务才会有这些数据输出)。至于这些数据到底是什么我在这里就不一一解析了，幸好Hystrix还为我们提供了一个可视化界面来查看这些数据。

3.1 Hystrix Dashboard

当然你可以为Hystrix Dashboard新建一个工程(最好也是)，我这里为了简化，直接将Dashboard集成到mall-web工程中。

首先，我们在pom.xml中增加下面的依赖:

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

然后，在主启动类中增加@EnableHystrixDashboard注解，开启Hystrix Dashboard服务，如：

@EnableHystrixDashboard@EnableCircuitBreaker@EnableFeignClients@EnableDiscoveryClient@SpringBootApplicationpublic class Application {    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }

}

最后，重启mall-web工程即可。

我们在浏览器中输入: http://localhost:8080/hystrix，可以看到如下界面：

Hystrix-060

说明Dashboard已经启动成功。然后在界面中输入之前的地址: http://locaohost:8080/hystrix.stream，然后点击[Monitor Stream]就可以看到统计报表页面：

Hystrix-070

从截图中可以看到有两个服务接口的统计数据:findAll和loadByItemCode。

每个方法的统计信息中包含两个重要的图形信息：一个实心圆和一个曲线。

• 实心圆：包含两个含义。颜色表示实例的健康程度，健康程度从绿色、黄色、橙色、红色递减。大小则根据请求流量的大小发生变化，流量越大则实心圆越大，反之则小。

• 曲线: 统计了2分钟内的请求流量的变化，通过该曲线可以对流量进行上升和下降的趋势分析。

对于界面中的数字，其表示的意义如下：

Hystrix-090

在Dashboard首页时，我们知道Hystrix Dashboard支持三种监控方式：

• 默认集群监控: 通过http://turbine-hostname:port/turbine.stream
  开启，实现对默认集群的监控;

• 指定集群监控: 通过http://turbine-hostname:port/turbine.stream?cluster=[clusterName]开启，实现对指定clusterName集群的监控;

• 单机应用监控: 通过http://hystrix-app:port/hystrix.stream开启，实现对某个服务实例的监控。

在上面的示例中我们演示的第三种方式，至于如何继承Turbine实现对集群的监控，我们将在后续篇幅中进行讲解。

你可以到这里下载本篇的代码。

作者：CD826
链接：https://www.jianshu.com/p/57906ee8d506