1 熔断设计
1. 作用
- 可以防止应用程序不断的尝试执行可能会失败的操作，使得应用程序继续执行而不用等待修正错误，或者浪费CPU时间去等待长时间的超时产生。
2 状态
1. 闭合状态
- 我们需要一个调用失败的计数器，如果调用失败，则使失败次数加 1。如果最近失败次数超过了在给定时间内允许失败的阈值，则切换到断开 (Open) 状态。
- 此时开启了一个超时时钟，当该时钟超过了该时间，则切换到半断开（Half-Open）状态。
- 该超时时间的设定是给了系统一次机会来修正导致调用失败的错误，以回到正常工作的状态。
- 在 Closed 状态下，错误计数器是基于时间的。在特定的时间间隔内会自动重置。这能够防止由于某次的偶然错误导致熔断器进入断开状态。也可以基于连续失败的次数。
2. 断开状态
- 在该状态下，对应用程序的请求会立即返回错误响应，而不调用后端的服务。
- 有些时候，我们可以 cache 住上次成功请求，直接返回缓存（当然，这个缓存放在本地内存就好了），如果没有缓存再返回错误（缓存的机制最好用在全站一样的数据，而不是用在不同的用户间不同的数据，因为后者需要缓存的数据有可能会很多）。
3. 半开状态
- 允许应用程序一定数量的请求去调用服务。如果这些请求对服务的调用成功，那么可以认为之前导致调用失败的错误已经修正，此时熔断器切换到闭合状态，同时将错误计数器重置。
- 如果这一定数量的请求有调用失败的情况，则认为导致之前调用失败的问题仍然存在，熔断器切回到断开状态，然后重置计时器来给系统一定的时间来修正错误。
- 半断开状态能够有效防止正在恢复中的服务被突然而来的大量请求再次拖垮。
3 Hystrix 的熔断
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1. 流程
- 有请求来了，首先 allowRequest() 函数判断是否在熔断中，如果不是则放行，如果是的话，还要看有没有到达一个熔断时间片，如果熔断时间片到了，也放行，否则直接返回出错。
- 每次调用都有两个函数 markSuccess(duration) 和 markFailure(duration) 来统计一下在一定的 duration 内有多少调用是成功还是失败的。
- 判断是否熔断的条件 isOpen()，是计算一下 failure/(success+failure) 当前的错误率，如果高于一个阈值，那么打开熔断，否则关闭。
- Hystrix 会在内存中维护一个数组，其中记录着每一个周期的请求结果的统计。超过时长长度的元素会被删除掉。
4 熔断设计的重点
1. 错误的类型。
- 需要注意的是请求失败的原因会有很多种。你需要根据不同的错误情况来调整相应的策略。所以，熔断和重试一样，需要对返回的错误进行识别。一
- 一些错误先走重试的策略（比如限流，或是超时），重试几次后再打开熔断。
- 一些错误是远程服务挂掉，恢复时间比较长；这种错误不必走重试，就可以直接打开熔断策略。
2. 日志监控
- 熔断器应该能够记录所有失败的请求，以及一些可能会尝试成功的请求，使得管理员能够监控使用熔断器保护服务的执行情况。
3. 测试服务是否可用
- 在断开状态下，熔断器可以采用定期地 ping 一下远程服务的健康检查接口，来判断服务是否恢复，而不是使用计时器来自动切换到半开状态。
- 这样做的一个好处是，在服务恢复的情况下，不需要真实的用户流量就可以把状态从半开状态切回关闭状态。
- 否则在半开状态下，即便服务已恢复了，也需要用户真实的请求来恢复，这会影响用户的真实请求。
4. 手动重置
- 在系统中对于失败操作的恢复时间是很难确定的，提供一个手动重置功能能够使得管理员可以手动地强制将熔断器切换到闭合状态。
- 同样的，如果受熔断器保护的服务暂时不可用的话，管理员能够强制将熔断器设置为断开状态。
5. 并发问题
- 相同的熔断器有可能被大量并发请求同时访问。熔断器的实现不应该阻塞并发的请求或者增加每次请求调用的负担。
- 尤其是其中对调用结果的统计，一般来说会成为一个共享的数据结构，它会导致有锁的情况。
- 在这种情况下，最好使用一些无锁的数据结构，或是 atomic 的原子操作。这样会带来更好的性能。
6. 资源分区
- 有时候，我们会把资源分布在不同的分区上。比如，数据库的分库分表，某个分区可能出现问题，而其它分区还可用。
- 在这种情况下，单一的熔断器会把所有的分区访问给混为一谈，从而，一旦开始熔断，那么所有的分区都会受到熔断影响。
- 或是出现一会儿熔断一会儿又好，来来回回的情况。所以，熔断器需要考虑这样的问题，只对有问题的分区进行熔断，而不是整体。
7. 重试错误的请求。
- 有时候，错误和请求的数据和参数有关系，所以，记录下出错的请求，在半开状态下重试能够准确地知道服务是否真的恢复。
- 当然，这需要被调用端支持幂等调用，否则会出现一个操作被执行多次的副作用。
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