一、服务容错

1、服务存在的问题

微服务架构中，生产过程中我们或多或少的会遇到一些问题。如果服务提供者对服务消费者的响应非常的缓慢，那么服务消费对服务提供者的请求就会被迫等待，直到提供者响应或者超时。特别是在高并发的场景中，如果不做任何处理，每个服务消费者都一直请求服务提供者等待响应，大量请求不断涌入，占用消费者资源，最终导致消费者系统崩溃。

如最常见的电商系统，支付系统作为服务提供者，订单系统作为服务消费者。在高并发场景下，大量的订单进来，去请求支付系统进行支付。然而支付系统对来自订单系统的请求影响特别缓慢，订单系统就被迫等待，这时候还不断有来自订单系统的请求。长时间未响应，订单系统付款等待就会超时，导致用户支付失败，用户又重新进行支付，再次增加系统负载量，不仅订单系统面临资源被耗尽的风险，而且支付系统压力更大。

2、引发的雪崩效应

微服务架构中，服务之间存在调用关系是在所难免的，服务多级调用就会形成依赖关系。一旦上层服务不可用，中层服务固然会受影响，依赖中层服务的下层服务难免不熟影响，由上层服务引发的最终导致下层服务不可用，就形成了“级联故障”，这种现象业界一般称之为“雪崩效应”。如下图所示，由服务A引发的不可用最终导致服务C不可用，形成雪崩效应。

3、服务容错的手段

要想防止雪崩效应，大致有以下两种手段：

（1）设置网络超时

正常情况下，服务消费者去请求服务提供者，几十毫秒就可以响应返回。如果服务提供系统不可用或者网络异常，那么响应时间会很长或者最终超时。因此要为服务消费系统设置请求超时时间，这也是传统的做法。

（2）使用断路器模式

这里说的断路器和家用电路的断路器原理一样。家用电路，当电流瞬间过大，电路升温，断路器检测到就会立即切点电路，即自动跳闸，保证电路安全。当电路超载的问题被解决后，关闭断路器，电路就可以恢复正常了。

同理，对某个微服务的请求在短时间内有大量超时，通常说明该服务不可用，在去重新请求已经没有任何意义，只会增加系统资源的消耗。

断路器可以理解为对容易导致错误操作的代理。这种代理能够统计一段时间内调用失败的次数，并决定是正常请去请求服务提供者，还是直接返回失败。

断路器可以实现快速的失败，如果它在一段时间内检测的许多的类似错误（如超时），就会在一段时间之内，强迫对服务的快速调用失败，不在请求依赖的服务，这样消费系统就不再占用系统资源去等待响应超时。

断路器可以自动诊断所依赖的服务是否恢复正常。如果发现所依赖的服务已经恢复正常，那么就会恢复对依赖服务的正常请求。使用这种方式，就可以实现服务的“自我修复”。当依赖的服务不正常时就打开断路器进行快速失败，从而防止雪崩效应；当发现依赖的服务恢复正常时，关闭断路器，恢复正常的请求。

下图展示了断路器转换的逻辑

正常情况下断路器处于关闭状态，可以正常请求依赖的服务。一段时间之后，请求失败率达到一定阀值，断路器就会打开，此时就会进入快速失败，不再去请求依赖的服务。断路器打开一段时间之后，就会自动进入“半开”状态，半开状态允许一个请求访问依赖服务，如果允许的这个请求能够成功，则关闭断路器；否则继续保持打开状态。

二、Hystrix实现容错

Hystrix是一个实现了超时机制和断路器模式的的工具类库。它由NetFlix开源的一个延迟和容错库，用于隔离访问远程系统、服务或者第三方库，防止级联失败，从而提升系统的可用性与容错性。Hystrix主要通过以下几点实现延迟和容错。

包裹请求：使用HystrixCommand(或HystrixObservableCommand)包裹对依赖的调用逻辑，每个命令使用独立的线程运行。采用了设计模式中的“命令模式”。

跳闸机制：当某个服务的请求错误率超过一定阀值时，Hystrix可以自动或者手动跳闸，停止请求该服务一段时间。

资源隔离：Hystrix为每个服务都维护了一个小型线程池（或者信号量）。如果该服务线程池已满，发往该依赖的请求就会立即被拒绝，而不是排队等候，从而加速失败判定。

监控：Hystrix可以近乎实时地监控运行指标和配置的变化，如成功、失败、超时以及被拒绝的请求等。

回退机制：当请求失败、超时、被拒绝，或者断路器打开时，执行回退逻辑，即服务降级，回退逻辑可以由开发人员自行编写。

自我修复：“自我修复”即断路器从打开到半开在再到关闭的状态转换，可以参见本文前边的描述。

GitHub地址：https://github.com/Netflix/Hystrix

三、Feign使用Hystrix

1、pom.xml引入maven依赖

<dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-hystrix</artifactId>
</dependency>

2、启动类上添加注解@EnableCircuitBreaker，启动断路器。

import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.cloud.client.SpringCloudApplication;
import org.springframework.cloud.client.circuitbreaker.EnableCircuitBreaker;
import org.springframework.cloud.openfeign.EnableFeignClients;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;@SpringCloudApplication
@EnableCircuitBreaker
@EnableFeignClients(basePackages = {"com.ultrapower.uws"})
public class UwsDataApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(UwsDataApplication.class);}
}

3、与feign一起使用

import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;import java.util.List;
import java.util.Map;@FeignClient(name = "uws-data-service", fallback = CollectDeviceHystrixClient.class)
public interface CollectDeviceFeignClient {@PostMapping(value="/getDeviceLastestPhone")String getDeviceLasestPhone(@RequestBody Map<String, Object> map);
}/*** 服务降级处理，回退类实现须CollectDeviceFeignClient接口*/
@Component
class CollectDeviceHystrixClient implements CollectDeviceFeignClient {@Overridepublic String getDeviceLasestPhone(Map<String, Object> map) {return "no lastest phone";}}

四、脱离Feign使用

启动类添加@EnableCircuitBreaker，方法上添加@HystrixCommand

@SpringBootApplication
@EnableCircuitBreaker
public class Application {public static void main(String[] args) {new SpringApplicationBuilder(Application.class).web(true).run(args);}}@Component
public class StoreIntegration {@HystrixCommand(fallbackMethod = "defaultStores")public Object getStores(Map<String, Object> parameters) {//do stuff that might fail}public Object defaultStores(Map<String, Object> parameters) {return /* something useful */;}
}

注解@HystrixCommand中的fallbackMethod属性指定了失败回退的方法defaultStores。@HystrixCommand注解由名为javanica（https://github.com/Netflix/Hystrix/tree/master/hystrix-contrib/hystrix-javanica）的hystrix-contrib提供。javanica是Hystrix的一个子项目，用于简化Hystrix的使用，SpringCloud自动将带有该注解的SpringBean封装在一个连接到Hystrix断路器的代理中。此外@HystrixCommand的配置非常灵活的，可以使用注解@HystrixProperty中的属性来配置@HystrixCommand。

更多详见https://github.com/Netflix/Hystrix/wiki/Configuration

五、Hystrix的监控

1、基于API的调用的监控

添加maven依赖

<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>

bootstrap.yml设置包含“hystrix.stream”

management:endpoints:web:exposure:include: ["hystrix-stream"]

访问如： http://locahost:8080/actuator/hystrix.stream

2、基于Dashboard可视化监控

1、独立使用

引入maven依赖

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

启动类添加注解@EnableHystrixDashboard

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.cloud.client.SpringCloudApplication;@SpringCloudApplication
@EnableHystrixDashboard
public class UwsDataApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(UwsDataApplication.class);}
}

application.yml配置端口

Server: port: 8030

访问http://locahost:8030/hystrix.stream，也可以与Eureka结合

2、把hystrix-dashboard注册到Eureka Server

启动类添加@EnableHystrixDashboard和@EnableDiscoveryClient

配置application.yml

server:port: 8030spring:application:name: uws-hystrix-dashboard#eureka
eureka:client:service-url:defaultZone: http://uws:uws@localhost:8761/eurekainstance:prefer-ip-address: trueinstance-id: ${spring.application.name}:${spring.application.instance_id:${server.port}}

访问http://locahost:8030/hystrix.stream

参考：《Spring Cloud与Docker微服务架构实战》周立

参考：https://github.com/Netflix/Hystrix/

参考：https://cloud.spring.io/spring-cloud-static/Finchley.SR2/single/spring-cloud.html#_circuit_breaker_hystrix_clients

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