Spring-Cloud之Hystrix熔斷器-5

　　一、在分佈式系統中，服務與服務之間的依賴錯綜複雜，一種不可避免的情況就是某些服務會出現故障，導致依賴於它們的其他服務出現遠程調度的線程阻塞 Hystrix是Netflix 公司開源的一個項目，它提供了熔斷器功能，能夠阻止分佈式系統中出現聯動故障 Hystrix 是通過隔離服務的訪問點阻止聯動故障的，並提供了故障的解決方案，從而提高了整個分佈式系統的彈性。

　　二、Hystrix的產生：

　　在複雜的分佈式系統中，可能有幾十個服務相互依賴，這些服務由於某些原因，例如機房的不可靠性、網絡服務商的不可靠性，導致某個服務不可用。如果系統不隔離該不可用的服務，可能會導致整個系統不可用。

　　對於依賴 30 個服務的應用程序，每個服務的正常運行時間爲 99.99% ，對於單個服務來說， 99.99% 的可用是非常完美的。有99.99^30 = 99.7% 的可正常運行時間和 0.3% 的不可用時間，那麼 10 億次請求中有 3000000次失敗，實際的情況可能比這更糟糕。

　　如果不設計整個系統的韌性，即使所有依賴關係表現良好，單個服務只有 0.01% 的不可用，由於整個系統的服務相互依賴，最終對整個系統的影響是非常大的。

　　在上圖中一個用戶需要請求A、H、I、P。如果中間I服務網絡延遲或者發生故障，即A、H、P不可用。在高併發的情況下，單個服務的延遲會導致整個請求都處於延遲狀態，可能在幾秒鐘就使整個服務處於線程負載飽和的狀態。

　　某個服務的單個點的請求故障會導致用戶的請求處於阻塞狀態，最終的結果就是整個服務的線程資源消耗殆盡。由於服務的依賴性，會導致依賴於該故障服務的其他服務也處於線程阻塞狀態，最終導致這些服務的線程資源消耗殆盡直到不可用，從而導致整個問服務系統都不可用，即雪崩效應。

　　爲了防止雪崩效應，因而產生了熔斷器模型。 Hystrix 是在業界表現非常好的個熔斷器模型實現的開源組件，它是 Spring Cloud 組件不可缺少的一部分。

　　三、Hystrix的設計原則：

　　1）防止單個服務的故障耗盡整個服務的 Servlet 容器（例如 Tomcat ）的線程資源。

　　2）快速失敗機制，如果某個服務出現了故障，則調用該服務的請求快速失敗，而不是線程等待。

　　3）提供回退（ fallback ）方案，在請求發生故障時，提供設定好的回退方案。

　　4）使用熔斷機制，防止故障擴散到其他服務。

　　5）提供熔斷器的監控組件 Hystrix Dashboard ，可以實時監控熔斷器的狀態。

　　四、Hystrix的工作機制：

　　首先，當服務的某個 API 接口的失敗次數在一定時間內小於設定的閥值時，熔斷器處於關閉狀態，該 API 接口正常提供服務。當該API 接口處理請求的失敗次數大於設定的閥值時， Hystrix 判定該 API 接口出現了故障，打開熔斷器，這時請求該 API 接口會執行快速失敗的邏輯（即 fall back 回退的邏輯），不執行業務邏輯，請求的線程不會處於阻塞狀態。處於打開狀態的熔斷器，一段時間後會處於半打開狀態，並將一定數量的請求執行正常邏輯。剩餘的請求會執行快速失敗，若執行正常邏輯的請求失敗了，則熔斷器繼續打開。若成功了，則將熔斷器關閉。這樣熔斷器就具有了自我修復的能力。

　　五、服務中對Hystrix的基本使用

　　1）Ribbon中使用Hystrix熔斷器（我們基於前面的Spring-Cloud之Ribbon負載均衡-3代碼進行改造）。

　　a、加入依賴

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

　　b、加入註解（@EnableHystrix）開啓熔斷器功能

package com.cetc;

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

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@EnableHystrix
public class HystrixRibbonApplication {

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

　　c、修改RibbonServiceImpl.class的實現，在getPort方法上面加入@HystrixCommand註解，這樣這個接口就有了熔斷器功能了，其中@HystrixCommand中的fallbackMethod爲執行快速失敗的方法。

package com.cetc.service.impl;

import com.cetc.service.IRibbonService;
import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixCommand;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@Service
public class RibbonServiceImpl implements IRibbonService {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @Override
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "error")
    public Integer getPort() {
        return restTemplate.getForObject("http://client/api/test/getPort", Integer.class);
    }

    public Integer error() {
        return 0;
    }
}

　　d、測試。啓動Eureka-Server、Eureka-Client、Hystrix-Ribbon端口分別爲8670、8673、8677。

　　正常訪問時：

　　服務異常時：

　　2）Feign中使用Hystrix(代碼基於前面的Spring-Cloud之Feign聲明式調用-4進行調整)

　　a、因爲Feign中自帶了Hystrix功能，所以不需要重新加入依賴。

　　b、在application.yaml中開啓Hystrix的配置：

feign:
  hystrix:
    enabled: true

　　c、編寫TestHystrix服務錯誤的執行方式，繼承Feign接口

package com.cetc.feign.hystrix;

import com.cetc.feign.client.TestFeign;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class TestHystrix implements TestFeign{

    @Override
    public Integer getPort() {
        return 0;
    }
}

　　d、在@FeignClient中加入回調的class。

package com.cetc.feign.client;

import com.cetc.config.FeignConfiguration;
import com.cetc.feign.hystrix.TestHystrix;
import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;

@Component
@FeignClient(value = "client", configuration = {FeignConfiguration.class}, fallback = TestHystrix.class)
public interface TestFeign {

    @GetMapping("/api/test/getPort")
    Integer getPort();
}

　　e、測試、啓動Eureka-Server、Eureka-Client、Hystrix-Feign端口分別爲8670、8673、8678。

　　正常訪問：

　　服務器異常：

　　六、Hystrix Dashboard監控熔斷器的狀態。

　　在微服務架構中，爲了保證服務實例的可用性，防止服務實例出現故障導致線程阻塞，而出現了熔斷器模型烙斷器的狀況反映了個程序的可用性和健壯性，它是一個重要指標。Hystrix Dashboard 是監控 Hystrix 的熔斷器狀況的個組件，提供了數據監控和友好的圖形化展示界面。

　　1）Hystrix Dashboard和Ribbon結合使用（代碼基於上面的熔斷器代碼編寫）

　　a、加入依賴

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

　　說明：因爲是監控所以加入actuator。hystrix爲起步依賴這裏需要。

　　b、加入註解@EnableHystrixDashboard

package com.cetc;

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

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@EnableHystrix
@EnableHystrixDashboard
public class DashboardRibbonApplication {

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

　　c、加入相關配置到application.yaml，放開actuator的訪問

management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: ["*"]

　　d、測試。服務包含Eureka-Server、Eureka-Client、Dashboard-Ribbon。端口分別爲8670、8673、8679

　　測試接口：

　　訪問：http://127.0.0.1:8679/hystrix

　　按照提示在輸入框中對應鏈接：http://127.0.0.1:8679/actuator/hystrix.stream，點擊Monitor Stream。測試效果

　　上面數字代表的意思如下：

　　2）Hystrix Dashboard和Feign結合使用（代碼基於上面的熔斷器代碼編寫）

　　a、加入依賴：

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

　　說明：雖然Feign繼承了hystrix，但那不是起步依賴說以這裏還是需要hystrix的依賴

　　b、加入註解：

package com.cetc;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;
import org.springframework.cloud.netflix.hystrix.EnableHystrix;
import org.springframework.cloud.netflix.hystrix.dashboard.EnableHystrixDashboard;
import org.springframework.cloud.openfeign.EnableFeignClients;

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@EnableFeignClients
@EnableHystrix
@EnableHystrixDashboard
public class DashboardFeignApplication {

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

　　說明：爲什麼還是需要加入@EnableHystrix的註解呢，在使用Dashboard的時候需要這個註解，不然會出現錯誤。

　　c、修改application.yaml配置

feign:
  hystrix:
    enabled: true
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: ["*"]

　　d、測試。啓動服務有Eureka-Server、Eureka-Client、Dashboard-Feign。端口分別爲8670、8673、8680.

　　測試正常的接口：

　　訪問：http://127.0.0.1:8680/hystrix

　　按提示輸入監控鏈接：http://127.0.0.1:8680/actuator/hystrix.stream，點擊Monitor Stream。效果如下：

　　數字代表的意義：

　　七、Turbine聚合監控。

　　在使用 Hystrix Dashboard 組件監控服務的熔斷器狀況時，每個服務都有一個HystrixDashboard 主頁，當服務數量很多時，監控非常不方便。爲了同時監控多個服務的熔斷器的狀況， Netflix 開源了 Hystrix 的另個組件 Turbine Turbine 用於聚合多個 Hystrix Dashboard,將多個 Hystrix Dashboard 組件的數據放在一個頁面上展示，進行集中監控。

　　1）加入依賴：

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

　　2）修改配置application.yaml

server:
  port: 8681
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone:
        http://127.0.0.1:8670/eureka/ # 實際開發中建議使用域名的方式
spring:
  application:
    name: turbine
turbine:
  aggregator:
    cluster-config: default
  app-config: dashboard-ribbon,dashboard-feign
  cluster-name-expression: new String("default")
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: ["*"]

　　說明：這裏的turbine配置主要是加入服務app-config，兩個服務均是之前寫好的服務。

　　3）編寫啓動項加入註解：

package com.cetc;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;
import org.springframework.cloud.netflix.hystrix.dashboard.EnableHystrixDashboard;
import org.springframework.cloud.netflix.turbine.EnableTurbine;

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@EnableHystrixDashboard
@EnableTurbine
public class TurbineApplication {

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