SpringCloud Hystrix断路器-服务熔断与降级和HystrixDashboard

原创已于 2024-06-05 13:12:57 修改 · 3.5k 阅读

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#Springcloud #Hystrix

于 2018-07-25 18:16:30 首次发布

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本文介绍微服务架构中常见的容错机制和服务监控方法，包括Hystrix的熔断、降级策略及HystrixDashboard监控应用。

多位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又调用其他微服务，这就是所谓的"扇处"。如果扇处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"。

这里写图片描述

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面的所有资源在几秒钟内饱和。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。

“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解决的异常。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官网文档：https://github.com/Netflix/Hystrix/wiki

【1】服务熔断

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链路。在SpringCloud框架里熔断机制通过Hystrix实现。Hystrix会监控微服务调用的状况，当失败的调用到一定阈值就会启动熔断机制(默认是5秒内20次调用失败就会启动熔断机制)。

熔断机制的注解：@HystrixCommand。

① 参考/microservicecloud-provider-dept-8001创建/microservicecloud-provider-dept-hystrix-8001

基础代码延用上篇博文Feign负载均衡与Ribbon代码

② 添加Hystrix依赖

	<dependencies>
		<!-- 引入自己定义的api通用包，可以使用Dept部门Entity -->
		<dependency>
			<groupId>com.web.springcloud</groupId>
			<artifactId>microservicecloud-api</artifactId>
			<version>${project.version}</version>
		</dependency>
		<!-- actuator监控信息完善 -->
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
		</dependency>
		<!-- Hystrix -->
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
			<artifactId>spring-cloud-starter-hystrix</artifactId>
		</dependency>
		<!-- 将微服务provider侧注册进eureka -->
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
			<artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
			<artifactId>spring-cloud-starter-config</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>junit</groupId>
			<artifactId>junit</artifactId>
		</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-starter-jetty</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-test</artifactId>
		</dependency>
		<!-- 修改后立即生效，热部署 -->
		<dependency>
			<groupId>org.springframework</groupId>
			<artifactId>springloaded</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
		</dependency>
	</dependencies>

③ yml文件配置

server:
  port: 8001
  
mybatis:
  config-location: classpath:mybatis/mybatis.cfg.xml        # mybatis配置文件所在路径
  type-aliases-package: com.web.springcloud.entities    # 所有Entity别名类所在包
  mapper-locations:
  - classpath:mybatis/mapper/**/*.xml                       # mapper映射文件
    
spring:
   application:
    name: microservicecloud-dept
   datasource:
    type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource            # 当前数据源操作类型
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver              # mysql驱动包
#    driver-class-name: org.gjt.mm.mysql.Driver              # mysql驱动包
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/clouddb01              # 数据库名称
    username: root
    password: 123456
    initialSize: 5
    minIdle: 5
    maxActive: 20
    maxWait: 60000
    timeBetweenEvictionRunsMillis: 60000
    minEvictableIdleTimeMillis: 300000
    validationQuery: SELECT 1 FROM DUAL
    testWhileIdle: true
    testOnBorrow: true
    testOnReturn: false
    poolPreparedStatements: true
    #配置监控统计拦截的filters，去掉后监控界面sql无法统计，'wall'用于防火墙
    filters: stat,wall,log4j
    maxPoolPreparedStatementPerConnectionSize: 20
    useGlobalDataSourceStat: true
    connectionProperties: druid.stat.mergeSql=true;druid.stat.slowSqlMillis=500
#    dbcp2:
#      min-idle: 5                                           # 数据库连接池的最小维持连接数
#      initial-size: 5                                       # 初始化连接数
#      max-total: 5                                          # 最大连接数
#      max-wait-millis: 200                                  # 等待连接获取的最大超时时间
      
eureka:
  client: #客户端注册进eureka服务列表内
    service-url: 
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/,http://eureka7002.com:7002/eureka/,http://eureka7003.com:7003/eureka/      
#      defaultZone: http://localhost:7001/eureka/
  instance:
    instance-id: microservicecloud-dept8001-hystrix # 自定义服务实例Id
    prefer-ip-address: true     #访问路径可以显示IP地址     
    
# http://192.168.2.100:8001/info优化显示
info: 
  app.name: web-microservicecloud
  company.name: www.web.com
  build.artifactId: $project.artifactId$
  build.version: $project.version$

项目结构如下图：

这里写图片描述

④ 修改DeptController

@RestController
public class DeptController
{
	@Autowired
	private DeptService service = null;

	@RequestMapping(value = "/dept/get/{id}", method = RequestMethod.GET)
	//一旦调用服务方法失败并抛出了错误信息后，会自动调用@HystrixCommand标注好的fallbackMethod中的指定方法
	@HystrixCommand(fallbackMethod = "processHystrix_Get")
	public Dept get(@PathVariable("id") Long id)
	{

		Dept dept = this.service.get(id);
		
		if (null == dept) {
			throw new RuntimeException("该ID：" + id + "没有没有对应的信息");
		}
		
		return dept;
	}

	public Dept processHystrix_Get(@PathVariable("id") Long id)
	{
		Dept dept = new Dept();
		dept.setDeptno(id);
		dept.setDname("该ID：" + id + "没有没有对应的信息,null--@HystrixCommand");
		dept.setDb_source("no this database in MySQL");
		return dept;
	}
}

⑤ 主程序类添加熔断支持

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient //本服务启动后会自动注册进eureka服务中
@EnableDiscoveryClient//服务发现
@EnableCircuitBreaker //对Hystrix熔断机制支持
public class DeptProvider8001_Hystrix_App
{
	public static void main(String[] args)
	{
		SpringApplication.run(DeptProvider8001_Hystrix_App.class, args);
	}
}

⑥ 测试

首先启动三个服务中心7001 7002 7003然后启动/microservicecloud-provider-dept-hystrix-8001，接着启动/microservicecloud-consumer-dept-80，浏览器使用消费者请求一个数据库中不存在的记录。

这里写图片描述

【2】服务降级

一句话简要描述：整体资源快不够了，忍痛将某些服务先关掉，待渡过难关，再开启回来。

服务降级处理是在客户端(消费者)完成的与服务端没有关系。

参考【1】服务熔断的处理方式，会发现这种方式是很可怕的。第一如果有多个方法，对应的FallBack方法也会随之膨胀；第二异常处理与业务逻辑高耦合，完全不符合Spring AOP面向切面的思想。

上面说了，服务降级是在客户端(消费者)处理的，又需要与业务解耦，使用面向切面的思想。再次参考@FeignClient注解源码：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface FeignClient {

//...

/**注意这里注释！！！！*/
	/**
	 * Define a fallback factory for the specified Feign client interface.
	 * //为指定的 Feign客户端接口定义一个fallback factory。
	 * The fallback factory must produce instances of fallback classes that implement the interface
	 * annotated by {@link FeignClient}. 
	 * // 该工程必须产生一个标注了@FeignClient注解接口的实现类的实例。
	 * The fallback factory must be a valid spring bean.
	 *// 该工厂必须是一个可用的Spring bean--要注册进容器
	 * @see feign.hystrix.FallbackFactory for details.
	 */
	Class<?> fallbackFactory() default void.class;
//...

}

① 修改/microservicecloud-api工程，根据已有的DeptClientService新建一个实现了FallbackFactory接口的类DeptClientServiceFallbackFactory

DeptClientServiceFallbackFactory实例如下：

@Component // 不要忘记添加，不要忘记添加
public class DeptClientServiceFallbackFactory implements FallbackFactory<DeptClientService>
{
	@Override
	public DeptClientService create(Throwable throwable)
	{
		return new DeptClientService() {
			@Override
			public Dept get(long id)
			{
				Dept dept = new Dept();
				dept.setDeptno(id);
				dept.setDname("该ID：" + id + "没有没有对应的信息,Consumer客户端提供的降级信息,此刻服务Provider已经关闭");
				dept.setDb_source("no this database in MySQL");
				return dept;
			}

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

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

② 修改DeptClientService上的@FeignClient

@FeignClient(value = "MICROSERVICECLOUD-DEPT",fallbackFactory=DeptClientServiceFallbackFactory.class)
public interface DeptClientService
{
	@RequestMapping(value = "/dept/get/{id}", method = RequestMethod.GET)
	public Dept get(@PathVariable("id") long id);

	@RequestMapping(value = "/dept/list", method = RequestMethod.GET)
	public List<Dept> list();

	@RequestMapping(value = "/dept/add", method = RequestMethod.POST)
	public boolean add(Dept dept);
}

③ 修改/microservicecloud-consumer-dept-feign工程的yml

server:
  port: 80

spring:
  application:
    name: microservicecloud-consumer
    
feign:
  hystrix:
    enabled: true
      
eureka:
  instance:
    prefer-ip-address: true # 注册服务的时候使用服务的ip地址
  client:
    register-with-eureka: false # 不向服务注册中心注册自己
    service-url: 
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/,http://eureka7002.com:7002/eureka/,http://eureka7003.com:7003/eureka/  
#      defaultZone: http://localhost:7001/eureka/

④ 测试

首先启动三个服务中心7001 7002 7003，然后启动服务提供者/microservicecloud-provider-dept-8001，最后启动服务消费者/microservicecloud-consumer-dept-feign。

正常访问：http://localhost/consumer/dept/get/1

这里写图片描述

将服务提供者关掉，然后再测试消费者：

这里写图片描述

可以看到，此时我的服务提供者provider已经down了，但是我们做了服务降级处理，让客户端在服务不可用的时候也会获得信息提示而不会挂起耗死服务器。

【3】服务监控Hystrix Dashboard

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会持续的记录所有通过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。其中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。SpringCloud也提供了Hystrix Dashboard的整合，对监控内容转化成可视化界面。

① 新建module microservicecloud-consumer-hystrix-dashboard

pom文件如下：

   <dependencies>
	<!-- 自己定义的api -->
	<dependency>
		<groupId>com.web.springcloud</groupId>
		<artifactId>microservicecloud-api</artifactId>
		<version>${project.version}</version>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>org.springframework.boot</groupId>
		<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
	</dependency>
	<!-- 修改后立即生效，热部署 -->
	<dependency>
		<groupId>org.springframework</groupId>
		<artifactId>springloaded</artifactId>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>org.springframework.boot</groupId>
		<artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
	</dependency>
	<!-- Ribbon相关 -->
	<dependency>
		<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
		<artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
		<artifactId>spring-cloud-starter-ribbon</artifactId>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
		<artifactId>spring-cloud-starter-config</artifactId>
	</dependency>
	<!-- feign相关 -->
	<dependency>
		<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
		<artifactId>spring-cloud-starter-feign</artifactId>
	</dependency>
	<!-- hystrix和 hystrix-dashboard相关 -->
	<dependency>
		<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
		<artifactId>spring-cloud-starter-hystrix</artifactId>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
		<artifactId>spring-cloud-starter-hystrix-dashboard</artifactId>
	</dependency>
   </dependencies>

② yml文件

server:
  port: 9001

③ 主启动类如下：

@SpringBootApplication
@EnableHystrixDashboard
public class DeptConsumer_DashBoard_App
{
	public static void main(String[] args)
	{
		SpringApplication.run(DeptConsumer_DashBoard_App.class, args);
	}
}

④ 服务提供者8001 8002 8003添加监控依赖

<!-- actuator监控信息完善 -->
<dependency>
	<groupId>org.springframework.boot</groupId>
	<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>

⑤ 启动/microservicecloud-consumer-hystrix-dashboard

这里写图片描述

别乱猜，这货不是熊，这是豪猪！！！

⑥ 启动三个服务中心和/microservicecloud-provider-dept-hystrix-8001

访问http://localhost:8001/hystrix.stream：

这里写图片描述

可以看到该页面在不断获取数据！！！

⑦ 使用Hystrix Dashboard监控

页面如下填写，分别是监控URL，延迟时间和自定义名字。

这里写图片描述

⑧ 如何查看？

这里写图片描述

一圈--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。流量越大该实心圆也就越大。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。

多次刷新http://localhost:8001/dept/get/1请求，然后查看Hystrix Dashboard如下：

这里写图片描述

连续发出六次请求http://localhost:8001/dept/get/1，如下图：

这里写图片描述

参数详细说明如下：

这里写图片描述

在这里插入图片描述

本篇博文项目地址：https://github.com/JanusJ/SpringCloud/

⑨ Hoxton.SR1下Hystrix的使用

如下进行版本升级，那么使用上也有所不同。

<dependency>
	<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
	<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
	<version>Hoxton.SR1</version>
</dependency>

<!-- 旧的版本 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
</dependency>

<!-- 新的版本 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix-dashboard</artifactId>
</dependency>

主启动类添加注解：@EnableHystrixDashboard

@SpringBootApplication
@EnableHystrixDashboard
public class HystrixDashboardMain9001
{
    public static void main(String[] args)
    {
        SpringApplication.run(MainApp9001.class,args);
    }
}

被监控服务需要注册servlet以拦截/hystrix.stream请求：

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient //本服务启动后会自动注册进eureka服务中
@EnableCircuitBreaker//对hystrixR熔断机制的支持
public class MainAppHystrix8001
{
    public static void main(String[] args)
    {
        SpringApplication.run(MainAppHystrix8001.class,args);
    }

/**
 *此配置是为了服务监控而配置，与服务容错本身无关，springcloud升级后的坑
 *ServletRegistrationBean因为springboot的默认路径不是"/hystrix.stream"，
 *只要在自己的项目里配置上下面的servlet就可以了
 */
@Bean
public ServletRegistrationBean getServlet() {
    HystrixMetricsStreamServlet streamServlet = new HystrixMetricsStreamServlet();
    ServletRegistrationBean registrationBean = new ServletRegistrationBean(streamServlet);
    registrationBean.setLoadOnStartup(1);
    registrationBean.addUrlMappings("/hystrix.stream");
    registrationBean.setName("HystrixMetricsStreamServlet");
    return registrationBean;
}

}