一文帶大家徹底搞懂Hystrix！

前言？

1. Netflix Hystrix斷路器是什么？

Netflix Hystrix是SOA/微服務架構中提供服務隔離、熔斷、降級機制的工具/框架。Netflix Hystrix是斷路器的一種實現，用於高微服務架構的可用性，是防止服務出現雪崩的利器。

2. 為什么需要斷路器

在分布式架構中，一個應用依賴多個服務是非常常見的，如果其中一個依賴由於延遲過高發生阻塞，調用該依賴服務的線程就會阻塞，如果相關業務的QPS較高，就可能產生大量阻塞，從而導致該應用/服務由於服務器資源被耗盡而拖垮。

另外，故障也會在應用之間傳遞，如果故障服務的上游依賴較多，可能會引起服務的雪崩效應。就跟數據癱瘓，會引起依賴該數據庫的應用癱瘓是一樣的道理。

當一個應用依賴多個外部服務，一切都正常的情況下，如下圖：

如果其中一個依賴發生延遲，當前請求就會被阻塞

出現這種情況后，如果沒有應對措施，后續的請求也會被持續阻塞

每個請求都占用了系統的CPU、內存、網絡等資源，如果該應用的QPS較高，那么該應用所以的服務資源會被快速消耗完畢，直至應用死掉。如果這個出問題的依賴（Dependency I），不止這一個應用，亦或是受影響的應用上層也有更多的依賴，那就會帶來我們前面所提到的服務雪崩效應。 所以，為了應對以上問題，就需要有支持服務隔離、熔斷等操作的工具。

Hystrix 簡介

1. Hystrix具備哪些能力/優點？

   在通過網絡依賴服務出現高延遲或者失敗時，為系統提供保護和控制 可以進行快速失敗，縮短延遲等待時間和快速恢復：當異常的依賴回復正常后，失敗的請求所占用的線程會被快速清理，不需要額外等待 提供失敗回退（Fallback）和相對優雅的服務降級機制 提供有效的服務容錯監控、報警和運維控制手段

2. Hystrix 如何解決級聯故障/防止服務雪崩？

• Hystrix將請求的邏輯進行封裝，相關邏輯會在獨立的線程中執行

• Hystrix有自動超時策略，如果外部請求超過閾值，Hystrix會以超時來處理

• Hystrix會為每個依賴維護一個線程池，當線程滿載，不會進行線程排隊，會直接終止操作

• Hystrix有熔斷機制： 在依賴服務失效比例超過閾值時，手動或者自動地切斷服務一段時間 所以，當引入了Hystrix之后，當出現某個依賴高延遲的時候

Hystrix 工作原理

1. Hystrix工作流

1. 創建HystrixCommand 或者 HystrixObservableCommand 對象
2. 執行命令execute()、queue()、observe()、toObservable()
3. 如果請求結果緩存這個特性被啟用，並且緩存命中，則緩存的回應會立即通過一個Observable對象的形式返回
4. 檢查熔斷器狀態，確定請求線路是否是開路，如果請求線路是開路，Hystrix將不會執行這個命令，而是直接執行getFallback
5. 如果和當前需要執行的命令相關聯的線程池和請求隊列，Hystrix將不會執行這個命令，而是直接執行getFallback
6. 執行HystrixCommand.run()或HystrixObservableCommand.construct()，如果這兩個方法執行超時或者執行失敗，則執行getFallback()
7. Hystrix 會將請求成功，失敗，被拒絕或超時信息報告給熔斷器，熔斷器維護一些用於統計數據用的計數器。這些計數器產生的統計數據使得熔斷器在特定的時刻，能短路某個依賴服務的后續請求，直到恢復期結束，若恢復期結束根據統計數據熔斷器判定線路仍然未恢復健康，熔斷器會再次關閉線路。
8. 依賴隔離Hystrix采用艙壁隔離模式隔離相互之間的依賴關系，並限制對其中任何一個的並發訪問。

可能會有人有疑問，為什么不依賴於HTTP Client去做容錯保護（快速失敗、熔斷等），而是在訪問依賴之外通過線程&線程池隔離的方式做這個斷路器（Hystrix）`

主要是以下幾個方面：

• 不同的依賴執行的頻率不同，需要分開來對待
• 不同的依賴可能需要不同的Client的工具/協議來訪問，比如我們可能用HTTP Client，可能用Thrift Client。
• Client在執行的過程中也可能會出現非網絡異常，這些都應該被隔離
• Client的變化會引起斷路器的變化

SpringCloud：Ribbon + Hystrix應用

1. 項目中引入Hystrix

修改pom.xml，引入Spring Cloud Netflix Hystrix

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

2. 配置Hystrix啟動類

修改啟動類Application.java，增加@EnableHystrix注解開啟Hystrix

@EnableHystrix
@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }

    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

3. 斷路處理實現

修改TestService.java，增加斷路器功能

• 在index方法上增加注解 @HystrixCommand並通過fallbackMethod參數指定斷路后執行的方法
• 定義斷路處理方法，返回服務/操作斷路后的提示

@Service
public class TestService {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @HystrixCommand(fallbackMethod = "indexError")
    public Object index() {
        return restTemplate.getForObject("http://testservice", String.class);
    }

    public Object plus(int numA, int numB) {
        String url = String.format("http://testservice/plus?numA=%s&numB=%s", numA, numB);
        return restTemplate.getForObject(url, String.class);
    }

    public Object indexError() {
        return "{\"code\": 999,\"message\": \"服務斷路\"}";
    }
}

4. 斷路處理測試

啟動 Application 項目， 訪問：http://localhost:8604/ti ，將看到

{
  "code": 0,
  "message": "hello",
  "content": null,
  "serviceName": "testservice",
  "host": "localhost:8602"
}

關閉testservice，然后再訪問 http://localhost:8604/ti ，將看到

{
  "code": 999,
  "message": "服務斷路"
}

至此完成Ribbon+Hystrix的熔斷。

SpringCloud：Feign + Hystrix應用

1. 開啟Hystrix 修改application.yml，開啟Hystrix

feign:
  hystrix:
    enabled: true

2. 斷路處理實現

新建 TestServiceHystrix.java作為TestService的斷路處理實現

@Component
public class TestServiceHystrix implements TestService {

    @Override
    public String indexService() {
        return "{\"code\": 999,\"message\": \"服務斷路\"}";
    }

    @Override
    public Result plusService(int numA, int numB) {
        Result result = new Result();
        result.setCode(999);
        result.setMessage("服務斷路");
        return new Result();
    }

    @Override
    public Result plusabService(Plus plus) {
        Result result = new Result();
        result.setCode(999);
        result.setMessage("服務斷路");
        return new Result();
    }

    @Override
    public Result plus2Service(Plus plus) {
        Result result = new Result();
        result.setCode(999);
        result.setMessage("服務斷路");
        return new Result();
    }
}

3. 修改TestService，指定fallback類

@FeignClient(value = "testservice", fallback = TestServiceHystrix.class)
public interface TestService {

    @RequestMapping(value = "/", method = RequestMethod.GET)
    String indexService();

    @RequestMapping(value = "/plus", method = RequestMethod.GET)
    Result plusService(@RequestParam(name = "numA") int numA, @RequestParam(name = "numB") int numB);

    @RequestMapping(value = "/plus", method = RequestMethod.POST, consumes = "application/json")
    Result plusabService(Plus plus);

    @RequestMapping(value = "/plus2", method = RequestMethod.POST)
    Result plus2Service(@RequestBody Plus plus);

}

4. 啟動 feign Application 項目

• 訪問：http://localhost:8605/ti ，將看到

{
  "code": 0,
  "message": "hello",
  "content": null,
  "serviceName": "testservice",
  "host": "localhost:8602"
}

• 關閉testservice，然后再訪問 http://localhost:8605/ti ，將看到

{
  "code": 999,
  "message": "服務斷路"
}

至此完成Feign+Hystrix的熔斷。

結束

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