【Springcloud篇】学习笔记四（九章）：Hystrix—服务降级、熔断、限流

第九章_Hystrix服务降级

1.Hystrix简介

1.1分布式系统面临的问题

服务雪崩

image-20230921113253083

1.2Hystrix是什么

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1.3Hystrix能干嘛

  • 服务降级
  • 服务熔断
  • 接近实时的监控

1.4官网资料

官网资料：https://github.com/Netflix/Hystrix/wiki/How-To-Use

Hystrix官宣，停更进维：https://github.com/Netflix/Hystrix

被动修复bugs、不再接受合并请求、不再发布新版本

2.Hystrix重要概念

2.1服务降级

服务器忙，请稍后再试，不让客户端等待并立刻返回一个友好提示，fallback

哪些情况会出发降级？

  • 程序运行异常
  • 超时
  • 服务熔断触发服务降级
  • 线程池/信号量打满也会导致服务降级

2.2服务熔断

类比保险丝达到最大服务访问后，直接拒绝访问，拉闸限电，然后调用服务降级的方法并返回友好提示

就是保险丝

2.3服务限流

秒杀高并发等操作，严禁一窝蜂的过来拥挤，大家排队，一秒钟N个，有序进行

3.Hystrix案例

3.1构建Hystrix8001模块

  • 模块：cloud-provider-hystrix-payment8001
（1）pom
 	<dependencies><!-- hystrix --><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId></dependency><!--eureka-client--><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.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-devtools</artifactId><scope>runtime</scope><optional>true</optional></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><optional>true</optional></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope></dependency><dependency><!-- 引入自己定义的api通用包，可以使用Payment支付Entity --><groupId>springcloud</groupId><artifactId>cloud-api-commons</artifactId><version>${project.version}</version></dependency></dependencies>
（2）yml

image-20230921115631518

（3）主启动

image-20230921121015800

（4）业务类
①service层

image-20230921121039988

②controller层

image-20230921121104526

（5）正常测试

  • 先启动eureka7001

  • 再启动cloud-provider-hystrix-payment8001

  • 最后访问：localhost:8001/payment/hystrix/timeout/3

    localhost:8001/payment/hystrix/ok/3

以上述为根基平台，从正确—>错误—降级熔断—>恢复

3.2高并发测试

（1）Jmeter测试参数

使用jmeter工具创建2w个线程进行测试

image-20230921123529354

image-20230921124321796

再来一个正常的访问：http://localhost:8001/payment/hystrix/ok/3

（2）演示结果

ok和timeout都在转圈圈

原因：

image-20230921124438659

（3）结论

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3.3消费端80服务加入

新建模块：cloud-consumer-feign-hystrix-order80

（1）pom
	<dependencies><!-- hystrix --><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId></dependency><!--eureka-client--><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId></dependency><!--openfeign--><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-devtools</artifactId><scope>runtime</scope><optional>true</optional></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><optional>true</optional></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope></dependency><dependency><!-- 引入自己定义的api通用包，可以使用Payment支付Entity --><groupId>springcloud</groupId><artifactId>cloud-api-commons</artifactId><version>${project.version}</version></dependency></dependencies>
（2）yml

image-20230921130323403

（3）主启动

image-20230921130330385

（4）业务类
①service层

image-20230921130340891

②controller层

image-20230921130352975

（5）正常测试

地址：

localhost/consumer/payment/hystrix/timeout/3

地址：localhost/consumer/payment/hystrix/ok/3

3.4消费端80加入高并发测试

  • 2w个线程测试8001

  • 消费端80服务再去访问正常的8001服务

  • 地址：localhost/consumer/payment/hystrix/ok/3

  • 结果：转圈圈

  • 结论：有降级、容错、限流等技术诞生

4.服务降级

4.1故障现象以及导致原因

  • 8001同一层次的其它接口服务被困死，因为tomcat线程池里面的工作线程已经被挤占完毕
  • 80此时调用8001，客户端访问响应缓慢，转圈圈

4.2如何解决？解决的要求

  • 超时导致服务器变慢(转圈)：超时不再等待
  • 出错(宕机或程序运行出错)：出错要有兜底
    解决：

解决：

  • 对方服务(8001)超时了，调用者(80)不能一直卡死等待，必须有服务降级
  • 对方服务(8001)宕机了，调用者(80)不能一直卡死等待，必须有服务降级
  • 对方服务(8001)OK，调用者(80)自己出故障或有自我要求（自己的等待时间小于服务提供者）自己处理降级

4.3添加8001的fallback方法

（1）制造两个不同的异常
  • int age = 10/0; 计算异常
  • 我们能接受3秒钟，它运行5秒钟，超时异常
（2）添加fallback方法

image-20230921172302028

（3）主启动激活服务降级

image-20230921172230960

（4）测试

两个异常，均报这个温馨提示

image-20230921172148153

4.4添加80的fallback方法

上面的案例是服务端降级，现在我们服务端处理3s，然后返回。但是消费端等1s就等不住了，这时候就需要消费端也有降级方法。

80的降级，原理是一样的，上面的 @HystrixCommand 降级可以放在服务端，也可以放在消费端。但@HystrixCommand一般放在消费端。

（1）yml配置feign支持hystrix

image-20230921173606134

（2）主启动添加@EnableHystrix

image-20230921173523760

（3）对80服务进行服务降级

image-20230921174509253

（4）测试

image-20230921174602076

4.5@EnableHystrix和@EnableCircuitBreaker区别

image-20230921174822758

4.6全局兜底 @DefaultProperties和降低耦合度

（1）目前存在的问题
  • 每个业务方法对应一个兜底的方法，代码膨胀
  • fallback方法和业务逻辑方法混在一起，混乱
（2）使用全局兜底

image-20230921175419854

（3）降低耦合度

服务降级：客户端调用服务端，碰上服务端宕机或者关闭

注意：本次案例服务降级是在客户端80实现完成的，与服务端8001没有关系，

只需要为Feign客户端定义的接口添加一个服务降级处理的实现类即可实现解耦

  • 修改cloud-consumer-feign-hystrix-order80

    f根据cloud-consumer-feign-hystrix-order80已经有的PaymentHystrixService接口，重新新建一个类（PaymentFallbackService）实现该接口，统一为接口里面的方法进行异常处理

image-20230922083328994

在@FeignClient注解添加fallback处理类

image-20230922083419507

  • 注意：要在yml开启feign对hystrix的支持

    image-20230922083516585

  • 测试：

    • 地址：localhost/consumer/payment/hystrix/ok/3
    • 正常测试：

    image-20230922083527664

    • 手动停止8001服务后：

    image-20230922083123149

  • 题外话：测试时候开启服务的顺序十分重要，首先开启Eureka7001服务，再开启80服务，最后开启8001服务，不然会出现测试失败，连接超时等问题

5.服务熔断

5.1理论知识

（1）服务熔断

类比保险丝达到最大服务访问后，直接拒绝访问，拉闸限电，然后调用服务降级的方法并返回友好提示

过程：服务降级—>进而熔断—>恢复调用链路

（2）熔断机制

熔断机制是应对雪崩效应的一种微服务链路保护机制。

当扇出链路的某个微服务出错不可用或者响应时间太长时，会进行服务的降级，进而熔断该节点微服务的调用，快速返回错误的响应信息，当检测到该节点微服务调用响应正常后，恢复调用链路。

在Spring Cloud框架里，熔断机制通过Hystrix实现。Hystrix会监控微服务间调用的状况，当失败的调用到一定阈值，缺省是5秒内20次调用失败，就会启动熔断机制。

熔断机制的注解是@HystrixCommand

简单的电路：闭合就是通路，请求可以通过，断开是断路，请求无法通过，半开半闭是恢复操作，先放一部分请求通过，如果请成功，就继续闭合允许更多请求通过，若失败，则断开使更少请求通过

5.2实操

对8001服务进行修改

（1）service层

image-20230922090727446

（2）controller层

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（3）测试
断路器的作用：当断路器开启之后，即使立刻有正确的数据访问，也不会立刻显示正确的内容，而会慢慢试试是否正确

连续10次测试负数的情况，再试正数的情况

image-20230922090621274

5.3小结

（1）熔断类型

image-20230922091105375

（2）断路器起作用的情况

image-20230922091321251

（3）断路器开启或者关闭的条件

image-20230922091454152

（4）断路器打开之后

image-20230922091525194

（5）ALL配置
@HystrixCommand(fallbackMethod = "str_fallbackMethod",groupKey = "strGroupCommand",commandKey = "strCommand",threadPoolKey = "strThreadPool",commandProperties = {// 设置隔离策略，THREAD 表示线程池 SEMAPHORE：信号池隔离@HystrixProperty(name = "execution.isolation.strategy", value = "THREAD"),// 当隔离策略选择信号池隔离的时候，用来设置信号池的大小（最大并发数）@HystrixProperty(name = "execution.isolation.semaphore.maxConcurrentRequests", value = "10"),// 配置命令执行的超时时间@HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.timeoutinMilliseconds", value = "10"),// 是否启用超时时间@HystrixProperty(name = "execution.timeout.enabled", value = "true"),// 执行超时的时候是否中断@HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.interruptOnTimeout", value = "true"),// 执行被取消的时候是否中断@HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.interruptOnCancel", value = "true"),// 允许回调方法执行的最大并发数@HystrixProperty(name = "fallback.isolation.semaphore.maxConcurrentRequests", value = "10"),// 服务降级是否启用，是否执行回调函数@HystrixProperty(name = "fallback.enabled", value = "true"),// 是否启用断路器@HystrixProperty(name = "circuitBreaker.enabled", value = "true"),// 该属性用来设置在滚动时间窗中，断路器熔断的最小请求数。例如，默认该值为 20 的时候，// 如果滚动时间窗（默认10秒）内仅收到了19个请求， 即使这19个请求都失败了，断路器也不会打开。@HystrixProperty(name = "circuitBreaker.requestVolumeThreshold", value = "20"),// 该属性用来设置在滚动时间窗中，表示在滚动时间窗中，在请求数量超过// circuitBreaker.requestVolumeThreshold 的情况下，如果错误请求数的百分比超过50,// 就把断路器设置为 "打开" 状态，否则就设置为 "关闭" 状态。@HystrixProperty(name = "circuitBreaker.errorThresholdPercentage", value = "50"),// 该属性用来设置当断路器打开之后的休眠时间窗。 休眠时间窗结束之后，// 会将断路器置为 "半开" 状态，尝试熔断的请求命令，如果依然失败就将断路器继续设置为 "打开" 状态，// 如果成功就设置为 "关闭" 状态。@HystrixProperty(name = "circuitBreaker.sleepWindowinMilliseconds", value = "5000"),// 断路器强制打开@HystrixProperty(name = "circuitBreaker.forceOpen", value = "false"),// 断路器强制关闭@HystrixProperty(name = "circuitBreaker.forceClosed", value = "false"),// 滚动时间窗设置，该时间用于断路器判断健康度时需要收集信息的持续时间@HystrixProperty(name = "metrics.rollingStats.timeinMilliseconds", value = "10000"),// 该属性用来设置滚动时间窗统计指标信息时划分"桶"的数量，断路器在收集指标信息的时候会根据// 设置的时间窗长度拆分成多个 "桶" 来累计各度量值，每个"桶"记录了一段时间内的采集指标。// 比如 10 秒内拆分成 10 个"桶"收集这样，所以 timeinMilliseconds 必须能被 numBuckets 整除。否则会抛异常@HystrixProperty(name = "metrics.rollingStats.numBuckets", value = "10"),// 该属性用来设置对命令执行的延迟是否使用百分位数来跟踪和计算。如果设置为 false, 那么所有的概要统计都将返回 -1。@HystrixProperty(name = "metrics.rollingPercentile.enabled", value = "false"),// 该属性用来设置百分位统计的滚动窗口的持续时间，单位为毫秒。@HystrixProperty(name = "metrics.rollingPercentile.timeInMilliseconds", value = "60000"),// 该属性用来设置百分位统计滚动窗口中使用 “ 桶 ”的数量。@HystrixProperty(name = "metrics.rollingPercentile.numBuckets", value = "60000"),// 该属性用来设置在执行过程中每个 “桶” 中保留的最大执行次数。如果在滚动时间窗内发生超过该设定值的执行次数，// 就从最初的位置开始重写。例如，将该值设置为100, 滚动窗口为10秒，若在10秒内一个 “桶 ”中发生了500次执行，// 那么该 “桶” 中只保留 最后的100次执行的统计。另外，增加该值的大小将会增加内存量的消耗，并增加排序百分位数所需的计算时间。@HystrixProperty(name = "metrics.rollingPercentile.bucketSize", value = "100"),// 该属性用来设置采集影响断路器状态的健康快照（请求的成功、 错误百分比）的间隔等待时间。@HystrixProperty(name = "metrics.healthSnapshot.intervalinMilliseconds", value = "500"),// 是否开启请求缓存@HystrixProperty(name = "requestCache.enabled", value = "true"),// HystrixCommand的执行和事件是否打印日志到 HystrixRequestLog 中@HystrixProperty(name = "requestLog.enabled", value = "true"),},threadPoolProperties = {// 该参数用来设置执行命令线程池的核心线程数，该值也就是命令执行的最大并发量@HystrixProperty(name = "coreSize", value = "10"),// 该参数用来设置线程池的最大队列大小。当设置为 -1 时，线程池将使用 SynchronousQueue 实现的队列，// 否则将使用 LinkedBlockingQueue 实现的队列。@HystrixProperty(name = "maxQueueSize", value = "-1"),// 该参数用来为队列设置拒绝阈值。 通过该参数， 即使队列没有达到最大值也能拒绝请求。// 该参数主要是对 LinkedBlockingQueue 队列的补充,因为 LinkedBlockingQueue// 队列不能动态修改它的对象大小，而通过该属性就可以调整拒绝请求的队列大小了。@HystrixProperty(name = "queueSizeRejectionThreshold", value = "5"),}}

6.服务限流

后面高级篇讲解alibaba的Sentinel

7.Hystrix工作流程

Hystrix中文说明网：

Hystrix使用入门手册（中文） - 简书 (jianshu.com)

Hystrix官网，以及工作过程（需要翻墙）

https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fgithub.com%2FNetflix%2FHystrix%2Fwiki%2FHow-it-Works

Hystrix的工作流图：

img

8.服务监控HystrixDashboard

8.1概述

8.2新建模块9001仪表盘

（1）pom
	<dependencies><!-- hystrix Dashboard--><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix-dashboard</artifactId></dependency><!-- 常规 jar 包 --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><!-- 监控信息完善--><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-devtools</artifactId><scope>runtime</scope><optional>true</optional></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><optional>true</optional></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope></dependency><!-- 引入自己定义的api通用包，可以使用Payment支付Entity --><dependency><groupId>springcloud</groupId><artifactId>cloud-api-commons</artifactId><version>${project.version}</version></dependency></dependencies>
（2）yml

image-20230922094423464

（3）主启动

image-20230922094434807

（4）测试

image-20230922093602507

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8.3用9001监控8001

修改完记得重新启动8001服务

（1）修改8001
①确保8001有加actuator依赖

image-20230922094601550

②主启动添加以下内容

image-20230922094755034

（2）监控测试

启动7001eureka，再启动服务端8001

9001监控8001，填写监控地址：http://localhost:8001/hystrix.stream

时间写2000ms，Title为T3

  • 访问正确数据，断路器关闭

image-20230922100550914

  • 访问错误数据，断路器开启

image-20230922100813967

（3）监控窗口数据

image-20230922100856462

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