背景

最近参与了部门的稳定性建设，时常会看到一些failxxxx的字眼，常见的场景如：在Java集合迭代过程中，如果集合有修改就会抛出一个ConcurrentModificationException异常，这就是一种典型的fail-fast机制。

经过查阅资料，原来这些专有名词都有一个统一的名字：容错机制。终于，借此机会对常见的容错机制进行一下总结，方便以后学习。

文章中若有本人理解或描述不当之处，欢迎老铁们指出~

fail-fast - 快速故障

在系统设计中，快速故障系统是一种可以立即报告任何可能表明故障的情况的系统。快速故障系统通常旨在停止正常操作，而不是继续尝试可能有问题的过程。此类设计通常会在操作中的多个点检查系统状态，因此可以及早发现故障。快速故障模块的职责是检测错误，然后让系统优先处理。

private SystemService systemService;public String failFast() {boolean result = systemService.executeFailFastTask();if (result) {return "success";} else {throw new RuntimeException("执行失败"); // fail-fast}
}

Example : List集合中迭代器的next()方法，只要检测到正在遍历的集合对象进行了修改，就会立即抛出并发修改异常（ConcurrentModificationException）

public E next() {checkForComodification();// 省略下面的代码
}
final void checkForComodification() {if (modCount != expectedModCount)throw new ConcurrentModificationException();
}

总结：如果系统出现故障，就立即中止系统并抛出故障。

fail-safe - 故障安全

如果系统出现特定类型的故障（不会对系统造成伤害或影响非常小的故障），则可以忽略，因为此类故障不会造成损失或损失在可接受范围内。故障安全机制可以保证系统在故障前和故障后保持一样的安全状态。

private SystemService systemService;public String failSafe() {boolean result = systemService.executeFailSafeTask();if (result) {return "success";} else {return "failed"; // fail-safe}
}

Example : CopyOnWriteArrayList在迭代器的实现上没有抛出 ConcurrentModificationException，从而避免了fail-fast。CopyOnWrite容器也是一种读写分离的思想，读和写不同的容器。

public E next() {if (!hasNext())throw new NoSuchElementException();return (E) snapshot[cursor++];
}public boolean hasNext() {return cursor < snapshot.length;
}

总结：如果系统出现故障，则进行忽略，以保证系统正常运行。

fail-over - 故障转移

故障转移是系统出现故障或异常终止时切换到冗余或备用的系统。故障转移通常是系统自动进行的并且往往在没有告警的情况下运行，不需要人工干预。

private SystemService systemService;
private SystemService backupSystemService;private static boolean defaultSet = Boolean.TRUE;public String failOver() {if (defaultSet) {try {systemService.executeFailOverTask();} catch (Exception e) {//fail-over: 调用主要外部服务发生故障，则切换为备用外部服务defaultSet = Boolean.FALSE;backupSystemService.executeFailOverTask();}} else {backupSystemService.executeFailOverTask();}return "success";
}

Example : MySQL的双Master模式，节点 A 和 B 之间总是互为主备关系，如果 A 实例出现故障，则切换至从 B 实例。
总结：如果系统出现故障，则切换到备用系统。

fail-back - 故障恢复

故障恢复是指将之前处于故障状态的系统恢复到原始工作状态，主系统可用后，自动从备用系统恢复到主系统。

private static boolean needSwitchToMaster = Boolean.FALSE;public void failBack() {while (true) {if (masterSystemAvailable()) {//fail-backneedSwitchToMaster = Boolean.TRUE;break;}}
}

Example : MySQL的双Master模式，节点 A 和 B 之间总是互为主备关系，如果 A 实例出现故障，则切换至从 B 实例。
总结：failover之后的自动恢复过程，切换回可用的主系统。

fail-silent - 故障沉默

故障沉默：调用服务失败后，就默认该服务一定时间内无法再对外提供服务，不再向它分配请求流量，将错误隔离开来，避免对其他服务产生影响。

private static long downDuration = 0L;/*** 省略 downDuration 的计算过程*/
public String failSilent() {if (downDuration <= 0L) {boolean result = systemService.executeFailSilentTask();if (result) {return "success";}downDuration = initDownDuration();return "failed";} else {return backupSystemService.executeFailSilentTask() ? "success" : "failed";}
}

Example : 经常超时的服务可以使用faile-silent容错机制，防止请求堆积而消耗大量的线程、内存、网络等资源，进而影响到整个系统的稳定。
总结：将不可用服务进行隔离一段时间，避免影响整个系统的稳定性。

总结

参考

https://blog.csdn.net/u011305680/article/details/79730646
http://icyfenix.cn/distribution/traffic-management/failure.html

本文仅介绍了几种常见的容错机制，欢迎老铁们进行讨论和补充~

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