Spring Cloud（九）Hystrix知识点

梦里梦外; 2022-12-16 09:27 150阅读 0赞

## 1、什么是 Hystrix ##

在微服务架构中，服务与服务之间可以相互调用（RPC）。为保证高可用，服务多以集群部署。由于网络原因或者服务故障，服务无法正常调用，调用这个服务就会出现网络延迟。若此时有大量的请求，甚至可能导致服务“雪崩”。

Hystrix 是 Netflix 公司开源的一个项目，它提供了熔断器功能，能够阻止分布式系统中出现联动故障。Hystrix 是通过隔离服务的访问点阻止联动故障的，并提供了故障的解决方案，从而提高了整个分布式系统的弹性。

## 2、什么是服务雪崩？ ##

微服务中,服务间调用关系错综复杂，一个请求，可能需要调用三个微服务接口才能实现，会形成非常复杂的调用链路。

当某个服务出现异常，就会造成请求阻塞，用户不会得到响应，对应的线程无法释放，当大量的用户请求到来，越来越多的线程会阻塞。

最后甚至把可用连接全都占满了，服务器支持的线程和并发数有限，请求一直阻塞，会导致服务器资源耗尽，从而导致所有其他服务都不可用，形成雪崩效应。

## 3、Hystrix如何解决服务雪崩 ##

**服务降级**

**服务熔断**

**服务隔离**

## 4、服务降级 ##

优先保证核心服务，而非核心服务不可用或弱可用。

这样用户的请求故障时，不会被阻塞，更不会无休止的等待或者看到系统崩溃，至少可以看到一个执行结果（例如返回友好的提示信息）

> 服务降级有两种实现方式，一种是针对单个方法，一个是针对类下全部方法

**4.1、指定某个服务降级处理逻辑**

@HystrixCommand(fallbackMethod = "helloHystrix")
        public String helloService() {
            return restTemplate.getForObject("http://SERVICE-CLIENT/hello", String.class);
        }
    
        public String helloHystrix() {
            return "服务繁忙，稍后再试!";
        }

PS：降级逻辑方法要和正常逻辑具有相同的参数列表和返回值声明

**4.2、类统一全局降级逻辑**

为该类下所有方法统一处理服务降级,控制器上加上DefaultProperties注解并指定降级处理逻辑的方法:

@DefaultProperties(defaultFallback = "defaultCallBack")
    public class HelloService {
    
        @Autowired
        RestTemplate restTemplate;
    
        @HystrixCommand
        public String helloService(String name) {
            return restTemplate.getForObject("http://SERVICE-CLIENT/hello?name=" + name, String.class);
        }
    
    	// 注意,这里不能写任何参数
        public String defaultCallBack()  
        {
            return "服务繁忙，稍后再试!";
        }
     }

**4.3、设置Hystrix服务降级的超时时间**

> 设置超时时间，有两种方式。一种是全局配置，一种是针对单个服务

消费方请求超过3秒后，自动进行熔断

**全局配置**

hystrix:
      command:
        default:
          execution:
            isolation:
              thread:
                timeoutInMilliseconds: 3000

**针对某个服务进行配置**

hystrix:
      command:
        SERVICE-CLIENT:        #写服务名或者方法名
          execution:
            isolation:
              thread:
                timeoutInMilliseconds: 3000

## 5、服务熔断 ##

服务熔断的目的是为了保护服务，在高并发情况下，如果请求达到了一定的极限（可以自己设置阈值），如果流量超出了设置的阈值，会自动开启保护服务功能，再通过使用服务降级方式返回一个友好的提示。

不同于电路熔断只能断不能自动重连，Hystrix可以实现弹性容错，当情况好转之后，可以自动重连。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5OTE0ODM3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

**熔断状态机3个状态**

> Closed:关闭状态(断路器关闭),所有请求都正常访问.  
> Open:打开状态(断路器打开),所有请求都会被降级.Hystrix会对请求情况计数,当一定时间内失败请求百分比达到阈值,则触发熔断,断路器会完全关闭.默认失败比例的阈值是50%,请求次数最少不低于20次.  
> Half Open:半开状态,Closed状态不是永久的,关闭后会进入休眠时间(默认是5S).随后断路器会自动进入半开状态.此时会释放部分请求通过,若这些请求都是健康的,则会完全关闭断路器,否则继续保持打开,再次进行休眠计划.

参数配置

> circuitBreaker.requestVolumeThreshold:触发熔断的最小请求次数,默认20.  
> circuitBreaker.sleepWindowInMilliseconds:休眠时长,默认是5000毫秒.  
> circuitBreaker.errorThresholdPercentage:触发熔断的失败请求最小占比,默认50%.

@DefaultProperties(defaultFallback = "defaultCallBack")
    public class HelloService {
    
        @Autowired
        RestTemplate restTemplate;
    
        @HystrixCommand(commandProperties = {
                    @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.enabled",value = "true"),// 是否开启断路器
                    @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.requestVolumeThreshold",value = "10"),// 触发熔断的最小请求次数
                    @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.sleepWindowInMilliseconds",value = "10000"), // 休眠时间
                    @HystrixProperty(name = "circuitBreaker.errorThresholdPercentage",value = "60"),// 失败率达到多少后跳闸
        })
        public String helloService(String name) {
            return restTemplate.getForObject("http://SERVICE-CLIENT/hello?name=" + name, String.class);
        }
    
        public String helloHystrix(String name) {
            return "hello :"+name+",服务繁忙，稍后再试!";
        }
    }

## 6、服务隔离 ##

> hytrix支持线程池隔离和信号量隔离。一般都是使用线程池隔离

**线程池隔离**

Hystrix为每个实例都增加个线程池进行隔离，每个线程池互不影响。如果线程池已满，则调用将被立即拒绝，默认不采用排队。

缺点：cpu占用率非常高，不是所有的接口都要采用线程池隔离，除非是关键的接口。

**信号量隔离**

每次调用线程，当前请求通过计数信号量进行限制，当信号大于了最大请求数（maxConcurrentRequests）时，进行限制，调用fallback接口快速返回。

信号量的调用是同步的，也就是说，每次调用都得阻塞调用方的线程，直到结果返回。这样就导致了无法对访问做超时（只能依靠调用协议超时，无法主动释放）

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>隔离方式</th> 
   <th>是否支持超时</th> 
   <th>是否支持熔断</th> 
   <th>隔离原理</th> 
   <th>是否是异步调用</th> 
   <th>资源消耗</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>线程池隔离</td> 
   <td>支持，可直接返回</td> 
   <td>支持，当线程池到达maxSize后，再请求会触发fallback接口进行熔断</td> 
   <td>每个服务单独用线程池</td> 
   <td>可以是异步，也可以是同步。看调用的方法</td> 
   <td>大，大量线程的上下文切换，容易造成机器负载高</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>信号量隔离</td> 
   <td>不支持，如果阻塞，只能通过调用协议（如：socket超时才能返回）</td> 
   <td>支持，当信号量达到maxConcurrentRequests后。再请求会触发fallback</td> 
   <td>通过信号量的计数器</td> 
   <td>同步调用，不支持异步</td> 
   <td>小，只是个计数器</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 7、Hystrix 的工作机制 ##

首先，当服务的某个 API 接口的失败次数在一定时间内小于设定的阀值时，熔断器处于关闭状态，该 API 接口正常提供服务。

当该API 接口处理请求的失败次数大于设定的阀值时，Hystrix 判定该 API 接口出现了故障，打开熔断器，这时请求该 API 接口会执行快速失败的逻辑（即 fallback 回退的逻辑），不执行业务逻辑，请求的线程不会处于阻塞状态。

处于打开状态的熔断器，一段时间后会处于半打开状态，并将一定数量的请求执行正常逻辑。剩余的请求会执行快速失败，若执行正常逻辑的请求失败了，则熔断器继续打开；若成功了，则将熔断器关闭。这样熔断器就具有了自我修复的能力。

## 8、如何使用 Hystrix Dashboard 监控熔断器的状况 ##

Hystrix Dashboard 是监控 Hystrix 的熔断器状况的一个组件，提供了数据监控和友好的图形化  
展示界面。

<dependencies>
            <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.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix-dashboard</artifactId>
            </dependency>
        </dependencies>

@EnableHystrix
    @SpringBootApplication
    @EnableEurekaClient
    @EnableDiscoveryClient
    @EnableHystrixDashboard
    public class ServiceRibbonApplication {
    
        public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run(ServiceRibbonApplication.class, args);
        }
    
        @Bean
        @LoadBalanced
        RestTemplate restTemplate() {
            return new RestTemplate();
        }
    
        // 解决http://localhost:8764/hystrix.stream  访问不了的问题
        @Bean
        public ServletRegistrationBean hystrixMetricsStreamServlet() {
            HystrixMetricsStreamServlet streamServlet = new HystrixMetricsStreamServlet();
            ServletRegistrationBean registrationBean = new ServletRegistrationBean(new HystrixMetricsStreamServlet());
            registrationBean.setLoadOnStartup(1);
            registrationBean.addUrlMappings("/hystrix.stream");
            registrationBean.setName("HystrixMetricsStreamServlet");
            return registrationBean;
        }
    }

> @EnableDiscoveryClient 开启服务注册于发现  
> @EnableHystrix开启Hystrix 的熔断器功能  
> @EnableHystrixDashboard 开启 Hystrix Dashboard 的功能

http://localhost:8764/hystrix

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5OTE0ODM3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

在界面上分别输入http://localhost:8764/actuator/hystrix.stream，2000,ribbon，点击Monitor Stream，界面出现两个loading

**使用Turbine 中聚合监控**

在使用 Hystrix Dashboard组件监控服务的熔断器状况时,每个服务都有Dashboard主页,当服务数量很多时,监控非常不方便。

为了同时监控多个服务的熔断器的状Turbine用于聚合多个 Hystrix Dashboard, Netflix开源了 Hystrix的另一个组件 Turbine。将多个 Hystrix Dashboard组件的数据放在一个页面上展示,进行集中监控。

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

eureka:
      client:
        serviceUrl:
          defaultZone: http://localhost:8761/eureka/
    server:
      port: 8764
    spring:
      application:
        name: service-ribbon
    
    turbine:
      aggregator:
        cluster-config: default
      app-config: eureka-client-feign,eureka-client-ribbon
      cluster-name-expression: ew String("default")

在界面上 一次填入http://localhost:8764/turbine.stream ，2000，turbine

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5OTE0ODM3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221123/d628e346e54c42438492d0dd6c231f56.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5OTE0ODM3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221123/f5e2bed860b54694b0fa6376e58f1864.png