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Spring Cloud学习笔记-服务短路

Spring Cloud学习笔记-服务短路

作者: IT5 | 来源:发表于2020-07-16 10:50 被阅读0次

在微服务架构中，我们将系统拆分成了一个个的服务单元，各单元间通过服务注册与订阅的方式互相依赖。由于每个单元都在不同的进程中运行，依赖通过远程调用的方式执行，这样就有可能因为网络原因或是依赖服务自身问题出现调用故障或延迟，而这些问题会直接导致调用方的对外服务也出现延迟，若此时调用方的请求不断增加，最后就会出现因等待出现故障的依赖方响应而形成任务积压，最终导致自身服务的瘫痪。

在微服务架构中，存在着那么多的服务单元，若一个单元出现故障，就会因依赖关系形成故障蔓延，最终导致整个系统的瘫痪，这样的架构相较传统架构就更加的不稳定。为了解决这样的问题，因此产生了断路器模式。

传统 Spring Web MVC

以 web 工程为例

创建 DemoRestController:

package com.segmentfault.spring.cloud.lesson8.web.controller;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.TimeoutException;

/**
 * Demo RestController
 *
 * @author <a href="mailto:mercyblitz@gmail.com">Mercy</a>
 * @since 0.0.1
 */
@RestController
public class DemoRestController {

    private final static Random random = new Random();

    /**
     * 当方法执行时间超过 100 ms 时，触发异常
     *
     * @return
     */
    @GetMapping("")
    public String index() throws Exception {

        long executeTime = random.nextInt(200);

        if (executeTime > 100) { // 执行时间超过了 100 ms
            throw new TimeoutException("Execution is timeout!");
        }

        return "Hello,World";
    }

}

异常处理

通过@RestControllerAdvice 实现
package com.segmentfault.spring.cloud.lesson8.web.controller;

import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestControllerAdvice;

import java.util.concurrent.TimeoutException;

/**
 * {@link DemoRestController} 类似于AOP 拦截
 *
 * @author <a href="mailto:mercyblitz@gmail.com">Mercy</a>
 * @since 0.0.1
 */
@RestControllerAdvice(assignableTypes = DemoRestController.class)
public class DemoRestControllerAdvice {

    @ExceptionHandler(TimeoutException.class)
    public Object faultToleranceTimeout(Throwable throwable) {
        return throwable.getMessage();
    }
}

什么是短路器

断路器模式源于Martin Fowler的Circuit Breaker一文。“断路器”本身是一种开关装置，用于在电路上保护线路过载，当线路中有电器发生短路时，“断路器”能够及时的切断故障电路，防止发生过载、发热、甚至起火等严重后果。
在分布式架构中，断路器模式的作用也是类似的，当某个服务单元发生故障（类似用电器发生短路）之后，通过断路器的故障监控（类似熔断保险丝），向调用方返回一个错误响应，而不是长时间的等待。这样就不会使得线程因调用故障服务被长时间占用不释放，避免了故障在分布式系统中的蔓延。
https://martinfowler.com/bliki/ CircuitBreaker.html

Spring Cloud Netflix Hystrix

在Spring Cloud中使用了Hystrix 来实现断路器的功能。Hystrix是Netflix开源的微服务框架套件之一，该框架目标在于通过控制那些访问远程系统、服务和第三方库的节点，从而对延迟和故障提供更强大的容错能力。Hystrix具备拥有回退机制和断路器功能的线程和信号隔离，请求缓存和请求打包，以及监控和配置等功能。

增加Maven依赖

    <dependencyManagement>
        <dependencies>

            <!-- Spring Boot 依赖 -->
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
                <version>1.5.8.RELEASE</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>

            <!-- Spring Cloud 依赖 -->
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>Dalston.SR4</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>

        </dependencies>
    </dependencyManagement>

    <dependencies>

        <!-- 其他依赖省略 -->

        <!-- 依赖 Spring Cloud Netflix Hystrix -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-hystrix</artifactId>
        </dependency>

    </dependencies>

使用@EnableHystrix 实现服务提供方短路

修改应用 user-service-provider 的引导类：

package com.segumentfault.spring.cloud.lesson8.user.service;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.hystrix.EnableHystrix;

/**
 * 引导类
 *
 * @author <a href="mailto:mercyblitz@gmail.com">Mercy</a>
 * @since 0.0.1
 */
@SpringBootApplication
@EnableHystrix
public class UserServiceProviderApplication {

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

通过@HystrixCommand实现

增加 getUsers() 方法到 UserServiceProviderController：

/**
     * 获取所有用户列表
     *
     * @return
     */
    @HystrixCommand(
            commandProperties = { // Command 配置
                    // 设置操作时间为 100 毫秒
                    @HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds", value = "100")
            },
            fallbackMethod = "fallbackForGetUsers" // 设置 fallback 方法
    )
    @GetMapping("/user/list")
    public Collection<User> getUsers() throws InterruptedException {

        long executeTime = random.nextInt(200);

        // 通过休眠来模拟执行时间
        System.out.println("Execute Time : " + executeTime + " ms");

        Thread.sleep(executeTime);

        return userService.findAll();
    }

为 getUsers() 添加 fallback 方法：

    /**
     * {@link #getUsers()} 的 fallback 方法
     *
     * @return 空集合
     */
    public Collection<User> fallbackForGetUsers() {
        return Collections.emptyList();
    }

使用@EnableCircuitBreaker 实现服务调用方短路

调整 user-ribbon-client ，为UserRibbonController 增加获取用户列表，实际调用user-service-provider "/user/list" REST 接口

增加具备负载均衡 RestTemplate

在UserRibbonClientApplication 增加 RestTemplate 申明

    /**
     * 申明 具有负载均衡能力 {@link RestTemplate}
     * @return
     */
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

实现服务调用

    /**
     * 调用 user-service-provider "/user/list" REST 接口，并且直接返回内容
     * 增加 短路功能
     */
    @GetMapping("/user-service-provider/user/list")
    public Collection<User> getUsersList() {
        return restTemplate.getForObject("http://" + providerServiceName + "/user/list", Collection.class);
    }

激活 @EnableCircuitBreaker

调整 UserRibbonClientApplication:

package com.segumentfault.spring.cloud.lesson8.user.ribbon.client;

import com.netflix.loadbalancer.IRule;
import com.segumentfault.spring.cloud.lesson8.user.ribbon.client.rule.MyRule;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.circuitbreaker.EnableCircuitBreaker;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
import org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonClient;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

/**
 * 引导类
 *
 * @author <a href="mailto:mercyblitz@gmail.com">Mercy</a>
 * @since 0.0.1
 */
@SpringBootApplication
@RibbonClient("user-service-provider") // 指定目标应用名称
@EnableCircuitBreaker // 使用服务短路
public class UserRibbonClientApplication {

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

    /**
     * 将 {@link MyRule} 暴露成 {@link Bean}
     *
     * @return {@link MyRule}
     */
    @Bean
    public IRule myRule() {
        return new MyRule();
    }

    /**
     * 申明 具有负载均衡能力 {@link RestTemplate}
     * @return
     */
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

}

增加编程方式的短路实现

package com.segumentfault.spring.cloud.lesson8.user.ribbon.client.hystrix;

import com.netflix.hystrix.HystrixCommand;
import com.netflix.hystrix.HystrixCommandGroupKey;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

import java.util.Collection;
import java.util.Collections;

/**
 * User Ribbon Client HystrixCommand
 *
 * @author <a href="mailto:mercyblitz@gmail.com">Mercy</a>
 * @since 0.0.1
 */
public class UserRibbonClientHystrixCommand extends HystrixCommand<Collection> {

    private final String providerServiceName;

    private final RestTemplate restTemplate;

    public UserRibbonClientHystrixCommand(String providerServiceName, RestTemplate restTemplate) {
        super(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey(
                "User-Ribbon-Client"),
                100);
        this.providerServiceName = providerServiceName;
        this.restTemplate = restTemplate;
    }

    /**
     * 主逻辑实现
     *
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Override
    protected Collection run() throws Exception {
        return restTemplate.getForObject("http://" + providerServiceName + "/user/list", Collection.class);
    }

    /**
     * Fallback 实现
     *
     * @return 空集合
     */
    protected Collection getFallback() {
        return Collections.emptyList();
    }

}

改造 UserRibbonController#getUsersList() 方法

package com.segumentfault.spring.cloud.lesson8.user.ribbon.client.web.controller;

import com.segumentfault.spring.cloud.lesson8.domain.User;
import com.segumentfault.spring.cloud.lesson8.user.ribbon.client.hystrix.UserRibbonClientHystrixCommand;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalancerClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

import javax.annotation.PostConstruct;
import java.io.IOException;
import java.util.Collection;

/**
 * 用户 Ribbon Controller
 *
 * @author <a href="mailto:mercyblitz@gmail.com">Mercy</a>
 * @since 0.0.1
 */
@RestController
public class UserRibbonController {

    /**
     * 负载均衡器客户端
     */
    @Autowired
    private LoadBalancerClient loadBalancerClient;

    @Value("${provider.service.name}")
    private String providerServiceName;

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    private UserRibbonClientHystrixCommand hystrixCommand;

    /**
     * 调用 user-service-provider "/user/list" REST 接口，并且直接返回内容
     * 增加 短路功能
     */
    @GetMapping("/user-service-provider/user/list")
    public Collection<User> getUsersList() {
        return new UserRibbonClientHystrixCommand(providerServiceName, restTemplate).execute();
    }
}

为生产为准备

Netflix Hystrix Dashboard

创建 hystrix-dashboard 工程

增加Maven 依赖

    <dependencies>

        <!-- 依赖 Hystrix Dashboard -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-hystrix-dashboard</artifactId>
        </dependency>

    </dependencies>

增加引导类

package com.segumentfault.spring.cloud.lesson8.hystrix.dashboard;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.hystrix.dashboard.EnableHystrixDashboard;

/**
 * Hystrix Dashboard 引导类
 *
 * @author <a href="mailto:mercyblitz@gmail.com">Mercy</a>
 * @since 0.0.1
 */
@SpringBootApplication
@EnableHystrixDashboard
public class HystrixDashboardApplication {

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

增加 application.properties

## Hystrix Dashboard 应用
spring.application.name = hystrix-dashboard

## 服务端口
server.port = 10000

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