复杂分布式体系结构中的应用程序有数十个依赖关系,每个依赖关系在某些时候将不可避免地失败。
多个微服务之间调用的时候,假设微服务A调用微服务B和微服务C,微服务B和微服务C又调用其它的微服务,这就是所谓的“扇出”。如果扇出的链路上某个微服务的调用响应时间过长或者不可用,对微服务A的调用就会占用越来越多的系统资源,进而引起系统崩溃,所谓的“雪崩效应”. 对于高流量的应用来说,单一的后避依赖可能会导致所有服务器上的所有资源都在几秒钟内饱和。比失败更糟糕的是,这些应用程序还可能导致服务之间的延迟增加,备份队列,线程和其他系统资源紧张,导致整个系统发生更多的级联故障。这些都表示需要对故障和延迟进行隔离和管理,以便单个依赖关系的失败,不能取消整个应用程序或系统。
所以,通常当你发现一个模块下的某个实例失败后,这时候这个模块依然还会接收流量,然后这个有问题的模块还调用了其他的模块,这样就会发生级联故障,或者叫雪崩。
Hystrix是一个用于处理分布式系统的延迟和容错的开源库,在分布式系统里,许多依赖不可避免的会调用失败,比如超时、异常等,Hystrix能够保证在一个依赖出问题的情况下,不会导致整体服务失败,避免级联故障,以提高分布式系统的弹性。
“断路器”本身是一种开关装置,当某个服务单元发生故障之后,通过断路器的故障监控(类似熔断保险丝),向调用方返回一个符合预期的、可处理的备选响应(FallBack),而不是长时间的等待或者抛出调用方无法处理的异常,这样就保证了服务调用方的线程不会被长时间、不必要地占用,从而避免了故障在分布式系统中的蔓延,乃至雪崩。
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
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。
服务的降级 -> 进而熔断 -> 恢复调用链路
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。
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<!--新增hystrix-->
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<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>
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<groupId>com.ssm.springcloud</groupId>
<artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
<version>${project.version}</version>
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<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
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<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
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<optional>true</optional>
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<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
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<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
</dependencies>
</project>
application.yml
server:
port: 8001
eureka:
client:
register-with-eureka: true
fetch-registry: true
service-url:
# defaultZone: http://eureka7002.com:7002/eureka/ #设置与eureka server交互的地址查询服务和注册服务都需要依赖这个地址
defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/
# server:
# enable-self-preservation: false
spring:
application:
name: cloud-provider-hystrix-payment
# eviction-interval-timer-in-ms: 2000
PaymentController
@RestController
@Slf4j
public class PaymentController {
@Resource
private PaymentService paymentService;
@Value("${server.port}")
private String serverPort;
@GetMapping("/payment/hystrix/ok/{id}")
public String paymentInfo_OK(@PathVariable("id") Integer id) {
String result = paymentService.payment_Info_OK(id);
log.info("result: " + result);
return result;
}
@GetMapping("/payment/hystrix/timeout/{id}")
public String paymentInfo_TimeOut(@PathVariable("id") Integer id) {
String result = paymentService.payment_Info_TimeOut(id);
log.info("result: " + result);
return result;
}
}
PaymentService
@Service
public class PaymentService {
public String payment_Info_OK(Integer id){
return "线程池:"+Thread.currentThread().getName()+" PaymentInfo_OK,id"+id+"\t"+"😊";
}
public String payment_Info_TimeOut(Integer id){
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "线程池:"+Thread.currentThread().getName()+" PaymentInfo_TimeOut,id"+id+"\t"+"😊 耗时3s";
}
}
PaymentHystrixMain8001
@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class PaymentHystrixMain8001 {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(PaymentHystrixMain8001.class,args);
}
}
pom.xml
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<artifactId>cloud-consumer-feign-hystrix-order80</artifactId>
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<!--新增hystrix-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
</dependency>
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<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
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<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.ssm.springcloud</groupId>
<artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
<version>${project.version}</version>
</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>
</dependencies>
</project>
application.yml
server:
port: 80
eureka:
client:
register-with-eureka: false
service-url:
defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/
OrderHystrixService
@RestController
@Slf4j
public class OrderHystrixService {
@Resource
private PaymentHystrixService paymentHystrixService;
@GetMapping("/consumer/payment/hystrix/ok/{id}")
public String paymentInfo_OK(@PathVariable("id") Integer id)
{
String result = paymentHystrixService.paymentInfo_OK(id);
return result;
}
@GetMapping("/consumer/payment/hystrix/timeout/{id}")
public String paymentInfo_TimeOut(@PathVariable("id") Integer id)
{
String result = paymentHystrixService.paymentInfo_TimeOut(id);
return result;
}
}
PaymentHystrixService
@Component
@FeignClient(value = "CLOUD-PROVIDER-HYSTRIX-PAYMENT")
public interface PaymentHystrixService {
@GetMapping("/payment/hystrix/ok/{id}")
String paymentInfo_OK(@PathVariable("id") Integer id);
@GetMapping("/payment/hystrix/timeout/{id}")
String paymentInfo_TimeOut(@PathVariable("id") Integer id);
}
OrderHystrixMain80
@SpringBootApplication
@EnableFeignClients
public class OrderHystrixMain80
{
public static void main(String[] args)
{
SpringApplication.run(OrderHystrixMain80.class,args);
}
}
正因为有上述故障或不佳表现,才有我们的降级/容错/限流等技术诞生
PaymentService
@Service
public class PaymentService {
public String payment_Info_OK(Integer id) {
return "线程池:" + Thread.currentThread().getName() + " PaymentInfo_OK,id" + id + "\t" + "😊";
}
// 设置自身调用超时时间的峰值,峰值内可以正常运行,超过了需要有兜底的方法处理,作服务降级fallback
@HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentInfo_TimeOutHandler",commandProperties = {
@HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds",value = "3000")//3秒钟以内就是正常的业务逻辑
})
public String payment_Info_TimeOut(Integer id) {
// int age = 10/0;
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "线程池:" + Thread.currentThread().getName() + " PaymentInfo_TimeOut,id" + id + "\t" + "😊 耗时5s";
}
public String paymentInfo_TimeOutHandler(Integer id) {
return "线程池:" + Thread.currentThread().getName() + " paymentInfo_TimeOutHandler,id" + id + "\t" + "😊兜底方法 耗时3s";
}
}
PaymentHystrixMain8001
@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@EnableCircuitBreaker
public class PaymentHystrixMain8001 {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(PaymentHystrixMain8001.class,args);
}
}
OrderHystrixService
@RestController
@Slf4j
public class OrderHystrixService {
@Resource
private PaymentHystrixService paymentHystrixService;
@GetMapping("/consumer/payment/hystrix/ok/{id}")
public String paymentInfo_OK(@PathVariable("id") Integer id)
{
String result = paymentHystrixService.paymentInfo_OK(id);
return result;
}
@GetMapping("/consumer/payment/hystrix/timeout/{id}")
@HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentTimeOutFallbackMethod",commandProperties = {
@HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds",value = "1500")
})
public String paymentInfo_TimeOut(@PathVariable("id") Integer id){
// int age = 10/0;
String result = paymentHystrixService.paymentInfo_TimeOut(id);
return result;
}
//兜底方法
public String paymentTimeOutFallbackMethod(@PathVariable("id") Integer id){
return "我是消费者80,对付支付系统繁忙请10秒钟后再试或者自己运行出错请检查自己,(┬_┬)";
}
}
OrderHystrixMain80
@SpringBootApplication
@EnableFeignClients
@EnableHystrix//添加到此处
public class OrderHystrixMain80
{
public static void main(String[] args)
{
SpringApplication.run(OrderHystrixMain80.class,args);
}
}
application.yml
server:
port: 80
eureka:
client:
register-with-eureka: false
service-url:
defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/
# 两种方式都行
feign:
hystrix:
enabled: true #如果处理自身的容错就开启。开启方式与生产端不一样。
#
#hystrix:
# command:
# default:
# execution:
# isolation:
# thread:
# timeoutInMilliseconds: 3000
#ribbon:
# ReadTimeout: 5000
# ConnectTimeout: 5000
目前问题:每个业务方法对应一个兜底的方法,代码膨胀
解决方法:1:N除了个别重要核心业务有专属,其它普通的可以通过@DefaultProperties(defaultFallback = “”)统一跳转到统一处理结果页面
通用的和独享的各自分开,避免了代码膨胀,合理减少了代码量
OrderHystrixService
@RestController
@Slf4j
@DefaultProperties(defaultFallback = "payment_Global_FallbackMethod")
public class OrderHystrixService {
@Resource
private PaymentHystrixService paymentHystrixService;
@GetMapping("/consumer/payment/hystrix/ok/{id}")
public String paymentInfo_OK(@PathVariable("id") Integer id)
{
String result = paymentHystrixService.paymentInfo_OK(id);
return result;
}
@GetMapping("/consumer/payment/hystrix/timeout/{id}")
// @HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentTimeOutFallbackMethod",commandProperties = {
// @HystrixProperty(name = "execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds",value = "1500")
// })
@HystrixCommand
public String paymentInfo_TimeOut(@PathVariable("id") Integer id){
int age = 10/0;
String result = paymentHystrixService.paymentInfo_TimeOut(id);
return result;
}
//兜底方法
public String paymentTimeOutFallbackMethod(@PathVariable("id") Integer id){
return "我是消费者80,对付支付系统繁忙请10秒钟后再试或者自己运行出错请检查自己,(┬_┬)";
}
// 下面是全局fallback方法
public String payment_Global_FallbackMethod()
{
return "Global异常处理信息,请稍后再试,/(ㄒoㄒ)/~~";
}
}
目前问题2 处理异常的代码和业务逻辑混在一起
服务降级,客户端去调用服务端,碰上服务端宕机或关闭
本次案例服务降级处理是在客户端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。8001服务端出现宕机,80消费端服务降级,而不用去调用8001已宕机的(被耗死)
PaymentfallbackService
@Component
public class PaymentfallbackService implements PaymentHystrixService {
@Override
public String paymentInfo_OK(Integer id) {
return "PaymentfallbackService fall back paymentInfo_OK";
}
@Override
public String paymentInfo_TimeOut(Integer id) {
return "PaymentfallbackService fall back paymentInfo_TimeOut";
}
}
PaymentHystrixService
@Component
@FeignClient(value = "CLOUD-PROVIDER-HYSTRIX-PAYMENT",fallback = PaymentfallbackService.class)
public interface PaymentHystrixService {
@GetMapping("/payment/hystrix/ok/{id}")
String paymentInfo_OK(@PathVariable("id") Integer id);
@GetMapping("/payment/hystrix/timeout/{id}")
String paymentInfo_TimeOut(@PathVariable("id") Integer id);
}
application.yml
server:
port: 80
eureka:
client:
register-with-eureka: false
service-url:
defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/
#开启
feign:
hystrix:
enabled: true
测试
单个eureka先启动7001
PaymentHystrixMain8001启动
正常访问测试 - http://localhost/consumer/payment/hystrix/ok/1
故意关闭微服务8001
客户端自己调用提示 - 此时服务端provider已经down了,但是我们做了服务降级处理,让客户端在服务端不可用时也会获得提示信息而不会挂起耗死服务器。
熔断机制概述
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。
熔断类型
PaymentController
// 服务熔断
@GetMapping("/payment/circuit/{id}")
public String paymentCircuitBreaker(@PathVariable("id") Integer id)
{
String result = paymentService.paymentCircuitBreaker(id);
log.info("****result: "+result);
return result;
}
PaymentService
//=========服务熔断
@HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentCircuitBreaker_fallback",commandProperties = {
@HystrixProperty(name = "circuitBreaker.enabled",value = "true"),// 开启断路器
@HystrixProperty(name = "circuitBreaker.requestVolumeThreshold",value = "10"), //请求次数超过了峰值,熔断器将从关闭转到开启
@HystrixProperty(name = "circuitBreaker.sleepWindowInMilliseconds",value = "10000"),// 时间范围
@HystrixProperty(name = "circuitBreaker.errorThresholdPercentage",value = "60"),// 失败率达到多少跳闸 60%
})
public String paymentCircuitBreaker(@PathVariable("id") Integer id)
{
if(id < 0)
{
throw new RuntimeException("******id 不能负数");
}
String serialNumber = IdUtil.simpleUUID();
return Thread.currentThread().getName()+"\t"+"调用成功,流水号: " + serialNumber;
}
public String paymentCircuitBreaker_fallback(@PathVariable("id") Integer id)
{
return "id 不能负数,请稍后再试,/(ㄒoㄒ)/~~ id: " +id;
}
断路器在什么情况下开始起作用
//=====服务熔断
@HystrixCommand(fallbackMethod = "paymentCircuitBreaker_fallback",commandProperties = {
@HystrixProperty(name = "circuitBreaker.enabled",value = "true"),// 是否开启断路器
@HystrixProperty(name = "circuitBreaker.requestVolumeThreshold",value = "10"),// 请求次数
@HystrixProperty(name = "circuitBreaker.sleepWindowInMilliseconds",value = "10000"), // 时间窗口期
@HystrixProperty(name = "circuitBreaker.errorThresholdPercentage",value = "60"),// 失败率达到多少后跳闸
})
public String paymentCircuitBreaker(@PathVariable("id") Integer id) {
...
}
涉及到断路器的三个重要参数:
到达以下阀值,断路器将会开启:
断路器打开之后
0 再有请求调用的时候,将不会调用主逻辑,而是直接调用降级fallback。通过断路器,实现了自动地发现错误并将降级逻辑切换为主逻辑,减少响应延迟的效果。
原来的主逻辑要如何恢复呢?
@HystrixCommand(fallbackMethod = "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"),
}
)
public String doSomething() {
...
}
除了隔离依赖服务的调用以外,Hystrix还提供了准实时的调用监控(Hystrix Dashboard),Hystrix会持续地记录所有通过Hystrix发起的请求的执行信息,并以统计报表和图形的形式展示给用户,包括每秒执行多少请求多少成功,多少失败等。
Netflix通过hystrix-metrics-event-stream项目实现了对以上指标的监控。Spring Cloud也提供了Hystrix Dashboard的整合,对监控内容转化成可视化界面。
首页地址栏输入 http://localhost:8001/hystrix.stream进入运行界面
刷新 http://localhost:8001/payment/circuit/10 和 http://localhost:8001/payment/circuit/-10 观察效果
实心圆:共有两种含义。它通过颜色的变化代表了实例的健康程度,它的健康度从绿色<黄色<橙色<红色递减。
该实心圆除了颜色的变化之外,它的大小也会根据实例的请求流量发生变化,流量越大该实心圆就越大。所以通过该实心圆的展示,就可以在大量的实例中快速的发现故障实例和高压力实例。
曲线:用来记录2分钟内流量的相对变化,可以通过它来观察到流量的上升和下降趋势。