【Spring Cloud】007-Hystrix服务熔断

訾博ZiBo

发布于 2025-01-06 15:56:37

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一、服务熔断概述

1、分布式系统面临的问题

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失败；

2、服务雪崩

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又调用其他的微服务，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，单一的后端依赖可能会导致所有服务器上的所有资源都在几十秒内饱和。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；

我们需要，弃车保帅！

3、什么是Hystrix

Hystrix是一个应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，不会导致整个体系服务失败，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) ，向调用方返回一个服务预期的，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法无法处理的异常，这样就可以保证了服务调用方的线程不会被长时间，不必要的占用，从而避免了故障在分布式系统中的蔓延，乃至雪崩；

Hystrix官方对服务雪崩的描述：

当一切正常时，请求流可以是这样的：

当许多后端系统中的一个变得潜伏时，它可以阻止整个用户请求：

在高流量的情况下，单个后端依赖变得潜伏可能导致所有服务器上的所有资源在几秒钟内饱和；

应用程序中通过网络或进入客户端库的每个点都可能导致网络请求，这是潜在故障的根源。比故障更糟糕的是，这些应用程序还可能导致服务之间的延迟增加，从而备份队列、线程和其他系统资源，导致整个系统发生更多级联故障。

当通过第三方客户机进行网络访问时，这些问题就更加严重了——这是一个”黑盒” ，其中实现细节被隐藏，并且可以随时更改，而且每个客户机库的网络或资源配置不同，往往难以监控和更改。更糟糕的是可传递依赖关系，这些依赖关系在应用程序没有显式调用的情况下执行可能代价高昂或容易出错的网络调用。网络连接失败或降级。服务和服务器失败或变慢。新的库或服务部署会改变行为或性能特征。客户机库有 bug。所有这些都表示需要隔离和管理的故障和延迟，以便单个故障依赖关系不能关闭整个应用程序或系统。

当您使用 Hystrix 包装每个基础依赖项时，如上图所示的体系结构将变得类似于下图。每个依赖都是相互隔离的，当延迟发生时它可以使饱和的资源受到限制，并且包含在回退逻辑中，该逻辑决定当依赖中发生任何类型的故障时应该做出什么响应：

官方文档地址：https://github.com/Netflix/Hystrix/wiki

4、服务熔断

熔断机制是对应雪崩效应的一种微服务链路保护机制；

在微服务架构中，微服务之间的数据交互通过远程调用完成，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，此时如果链路上某个微服务的调用响应时间过长或者不可用，那么对微服务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，导致“雪崩效应”；

服务熔断是应对雪崩效应的一种微服务链路保护机制。例如在高压电路中，如果某个地方的电压过高，熔断器就会熔断，对电路进行保护。同样，在微服务架构中，熔断机制也是起着类似的作用。当调用链路的某个微服务不可用或者响应时间太长时，会进行服务熔断，不再有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；

当扇出链路的某个微服务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。检测到该节点微服务调用响应正常后恢复调用链路。在SpringCloud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阀值缺省是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；

服务熔断解决如下问题：

1. 当所依赖的对象不稳定时，能够起到快速失败的目的；

2. 快速失败后，能够根据一定的算法动态试探所依赖对象是否恢复；

二、代码演示

1、创建一个新的模块

2、导入依赖

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>springcloud</artifactId>
        <groupId>com.zibo</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>springcloud-provider-dept-hystrix-8001</artifactId>
    <dependencies>
        <!--Hystrix-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-hystrix</artifactId>
            <version>1.4.7.RELEASE</version>
        </dependency>
        <!--在服务提供者里面添加Eureka依赖坐标-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
            <version>1.4.7.RELEASE</version>
        </dependency>
        <!--actuator：完善监控信息-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
        </dependency>
        <!--我们需要拿到实体类，所以需要配置api module-->
        <dependency>
            <groupId>com.zibo</groupId>
            <artifactId>springcloud-api</artifactId>
            <version>1.0-SNAPSHOT</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>druid</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>ch.qos.logback</groupId>
            <artifactId>logback-core</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
            <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-test</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <!--jetty-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-jetty</artifactId>
        </dependency>
        <!--热部署工具-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>

3、修改配置文件

改一下名字就行了；

4、修改DeptController，并添加注解

package com.zibo.springcloud.controller;

import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixCommand;
import com.zibo.springcloud.pojo.Dept;
import com.zibo.springcloud.service.DeptService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.List;

//提供Restful服务！
@RestController
public class DeptController {

    @Autowired
    private DeptService deptService;

    @GetMapping("/dept/get/{id}")
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "hystrixGet")
    public Dept get(@PathVariable("id") long id){
        Dept dept = deptService.queryById(id);
        if(dept==null){
            throw new RuntimeException("id" + id + "不存在！");
        }
        return dept;
    }

    //备选方法
    public Dept hystrixGet(@PathVariable("id") long id){
        return new Dept()
                .setDeptno(id)
                .setDname("id" + id + "不存在！")
                .setDb_source("数据库中无此id：" + id);
    }
}

5、在主启动类开启功能

package com.zibo.springcloud;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.circuitbreaker.EnableCircuitBreaker;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;

//启动类
@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient //自动在服务启动后自动注册到Eureka中
@EnableDiscoveryClient //服务发现
@EnableCircuitBreaker//添加对服务熔断的支持
public class DeptProviderHystrix_8001 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DeptProviderHystrix_8001.class,args);
    }
}

6、运行测试

正常：

熔断：

7、附加

在application.yaml中的一个设置：

三、服务降级

1、在springcloud-api模块service包下创建DeptClientServiceFallbackFactory，作为降级后的服务，去代替原服务

package com.zibo.springcloud.service;

import com.zibo.springcloud.pojo.Dept;
import feign.hystrix.FallbackFactory;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.List;

//降级
@Component
public class DeptClientServiceFallbackFactory implements FallbackFactory {
    @Override
    public DeptClientService create(Throwable throwable) {
        return new DeptClientService() {
            @Override
            public Dept queryById(long id) {
                return new Dept()
                        .setDeptno(id)
                        .setDname("id" + id + "不存在，服务已降级，原服务已经关闭！")
                        .setDb_source("数据不存在！");
            }

            @Override
            public List<Dept> quertAll() {
                return null;
            }

            @Override
            public boolean addDept(Dept dept) {
                return false;
            }
        };
    }
}

2、修改DeptClientService接口，绑定降级后的服务类

package com.zibo.springcloud.service;

import com.zibo.springcloud.pojo.Dept;
import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;

import java.util.List;

@Component
@FeignClient(value = "SPRINGCLOUD-PROVIDER-DEPT",fallbackFactory = DeptClientServiceFallbackFactory.class)
public interface DeptClientService {

    @GetMapping("/dept/get/{id}")
    Dept queryById(@PathVariable("id") long id);

    @GetMapping("/dept/get")
    List<Dept> quertAll();

    @PostMapping("/dept/add")
    boolean addDept(Dept dept);

}

3、修改springcloud-consumer-dept-feign模块的配置文件，开启对服务降级的支持

server:
  port: 80

# 开启服务降级支持
feign:
  hystrix:
    enabled: true

# Eureka配置
eureka:
  client:
    register-with-eureka: false # 不向eureka注册自己
    service-url:
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/,http://eureka7002.com:7002/eureka/,http://eureka7003.com:7003/eureka/

4、运行测试

（这里要明白白的是，我们的服务熔断是在服务端做的，服务降级是在客户端做的）

5、服务降级与服务熔断

所以说，看着服务降级和服务熔断写法很相似，但是本质不一样的！服务熔断是服务自己出问题了，服务器给一个处理方法；服务降级是服务器直接没了，客户端给用户一个服务降级的处理，你原来能访问到高级服务，现在服务没了，我只能给你一个更低级的服务（这个服务比如是简单得进行提示！）；

举个例子：

三个人A、B、C干活，处理不同的业务，服务熔断是A把活干坏了，进行道歉，服务降级就是A的活太多了干不完，叫B和C一起去干了，B和C的活撂下了，就贴个告示给个说法！所谓降级也许就是“贴个告示给个说法”，也许是其他方式！

四、Dashboard流监控

1、创建一个新模块springcloud-consumer-hystrix-dashboard，并导包

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>springcloud</artifactId>
        <groupId>com.zibo</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>springcloud-consumer-hystrix-dashboard</artifactId>
    <!--实体类 + web-->
    <dependencies>
        <!--Hystrix-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix-dashboard</artifactId>
        </dependency>
        <!--健康监控模块-->
        <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>
        <!--集成Ribbon-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-ribbon</artifactId>
            <version>1.4.7.RELEASE</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
            <version>1.4.7.RELEASE</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.zibo</groupId>
            <artifactId>springcloud-api</artifactId>
            <version>1.0-SNAPSHOT</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <!--热部署工具-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>

2、写配置文件application.yaml

server:
  port: 9001
feign:
  hystrix:
    enabled: true #默认false
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: "*" # 访问/actuator/hystrix.stream能看到不断更新的监控流

hystrix:
  dashboard:
    proxy-stream-allow-list: "*"

3、编写主启动类

package com.zibo.springcloud;

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

@SpringBootApplication
@EnableHystrixDashboard // 开启监控面板（注意：服务端必须加入响应的依赖actuator）
public class DeptConsumerHystrixDashboard_9001 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DeptConsumerHystrixDashboard_9001.class,args);
    }
}

4、运行测试

http://localhost:9001/hystrix

5、在dept-hystrix-8001主启动类加一下ServletBean

第一步：导包

（这里应该不需要导包，之前应该就把这些都导入过了，但是运行测试的时候遇到了一些问题，改了很多东西，已经忘了这个pom是否动过了，所以把坐标也粘贴到这里！）

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>springcloud</artifactId>
        <groupId>com.zibo</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>springcloud-provider-dept-hystrix-8001</artifactId>
    <dependencies>
        <!--Hystrix-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-hystrix</artifactId>
            <version>1.4.7.RELEASE</version>
        </dependency>
        <!--在服务提供者里面添加Eureka依赖坐标-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
            <version>1.4.7.RELEASE</version>
        </dependency>
        <!--actuator：完善监控信息-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
        </dependency>
        <!--我们需要拿到实体类，所以需要配置api module-->
        <dependency>
            <groupId>com.zibo</groupId>
            <artifactId>springcloud-api</artifactId>
            <version>1.0-SNAPSHOT</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>druid</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>ch.qos.logback</groupId>
            <artifactId>logback-core</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
            <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-test</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <!--jetty-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-jetty</artifactId>
        </dependency>
        <!--热部署工具-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>

第二步：修改主启动类DeptProviderHystrix_8001

package com.zibo.springcloud;

import com.netflix.hystrix.contrib.metrics.eventstream.HystrixMetricsStreamServlet;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.boot.web.servlet.ServletRegistrationBean;
import org.springframework.cloud.client.circuitbreaker.EnableCircuitBreaker;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;
import org.springframework.context.annotation.Bean;

//启动类
@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient //自动在服务启动后自动注册到Eureka中
@EnableDiscoveryClient //服务发现
@EnableCircuitBreaker//添加对服务熔断的支持
public class DeptProviderHystrix_8001 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DeptProviderHystrix_8001.class,args);
    }

    //增加一个Servlet，这是固定代码
    //需加入该关键代码
    @Bean
    public ServletRegistrationBean hystrixMetricsStreamServlet(){
        ServletRegistrationBean registrationBean = new ServletRegistrationBean(new HystrixMetricsStreamServlet());
        registrationBean.addUrlMappings("/actuator/hystrix.stream");
        return registrationBean;
    }
}