【夯实Spring Cloud】Spring Cloud中使用Hystrix实现断路器原理详解（上）

ゝ一世哀愁。 2022-04-23 06:22 112阅读 0赞

本文属于【夯实Spring Cloud】系列文章，该系列旨在用通俗易懂的语言，带大家了解和学习Spring Cloud技术，希望能给读者带来一些干货。系列目录如下：

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> [【夯实Spring Cloud】Spring Cloud中的Eureka服务注册与发现详解][Spring Cloud_Spring Cloud_Eureka]  
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> [【夯实Spring Cloud】Spring Cloud中使用Ribbon实现负载均衡详解（上）][Spring Cloud_Spring Cloud_Ribbon]  
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> [【夯实Spring Cloud】Spring Cloud中自定义Ribbon负载均衡策略][Spring Cloud_Spring Cloud_Ribbon 2]  
> [【夯实Spring Cloud】Spring Cloud中使用Feign实现负载均衡详][Spring Cloud_Spring Cloud_Feign]  
> [【夯实Srping Cloud】Spring Cloud中使用Hystrix实现断路器原理详解（上）][Srping Cloud_Spring Cloud_Hystrix]  
> [【夯实Srping Cloud】Spring Cloud中使用Hystrix实现断路器原理详解（下）][Srping Cloud_Spring Cloud_Hystrix 1]  
> [【夯实Spring Cloud】Spring Cloud中使用Zuul实现路由网关详解][Spring Cloud_Spring Cloud_Zuul]  
> [【夯实Spring Cloud】Spring Cloud分布式配置中心详解][Spring Cloud_Spring Cloud]  
> 【夯实Spring Cloud】未完待续

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前面几篇文章分析了 Spring Cloud 中的 Ribbon 和 Feign 实现负载均衡机制。但是有个问题需要注意下：

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又在调用其他的微服务，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，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，这就是所谓的“**雪崩效应**”。

## 1. Hystrix 登场 ##

出现这种“雪崩效应”肯定是可怕的，在分布式系统中，我们无法保证某个服务一定不出问题，Hystrix 可以解决。

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，许多服务无法避免会调用失败，比如超时、异常等等，Hystrix能够保证在一个服务出现问题的情况下，不会导致整体服务的失败，避免级联故障，以提高分布式系统的弹性。

所以叫“断路器”。“断路器”是一种开关装置，就好比我们家里的熔断保险丝，当出现突发情况，会自动跳闸，避免整个电路烧坏。**那么当某个服务发生故障时，通过 Hystrix，会向调用方返回一个符合预期的、可处理的默认响应（也称备选响应，即fallBack），而不是长时间的等待或者直接返回一个异常信息**。这样就能保证服务调用方可以顺利的处理逻辑，而不是那种漫长的等待或者其他故障。

这就叫“服务熔断”，就跟熔断保险丝一个道理。

## 2. 服务熔断和服务降级 ##

服务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，就会进行服务的降级，快速熔断该节点微服务的调用，返回默认的响应信息。当检测到该节点微服务调用响应正常后即可恢复。

上面提到服务的降级，什么意思呢？我打个比方：比如你去银行办理业务，本来有四个窗口都可以办理，现在3号窗口和4号窗口的办理人员有事要离开，那么自然地，用户就会跑去1号窗口或者2号窗口办理，所以1号和2号窗口就会承担更多的压力。

3号窗口和4号窗口的人有事走了，不能让人还在这排队等着吧，否则就出现了上文说的雪崩了，所以会挂一个牌子：暂停服务。这个牌子好比上文提到的熔断，然后返回一个默认的信息，让用户知道。等3号和4号窗口的人回来了，就会把这个牌子拿走，这两个窗口又可以继续回复服务了。

服务降级是在客户端完成的，不是服务端，与服务端是没有关系的。就像银行某个窗口挂了“暂停服务”，那客户会自然去别的窗口。

## 3. Hystrix 的使用 ##

上面介绍了 Hystrix 的基本原理，接下来我们来落地到代码实现。新建一个项目工程：microservice-order-provider01-hystrix。然后将前面的miroservice-order-provider01的代码拷贝过来，做如下修改：

### 3.1 依赖导入 ###

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

### 3.2 启动类注解 ###

在启动类中，需要添加 `@EnableCircuitBreaker` 注解

@SpringBootApplication
    @EnableEurekaClient
    @MapperScan("com.itcodai.springcloud.dao")
    @EnableCircuitBreaker
    public class OrderProvider01Hystrix { 
    
        public static void main(String[] args) { 
            SpringApplication.run(OrderProvider01Hystrix.class, args);
        }
    }

### 3.3 对接口的改动 ###

我们一起来看下 Controller 层的接口：

/** * 订单服务 * @author shengwu ni */
    @RestController
    @RequestMapping("/provider/order")
    public class OrderProviderController { 
    
        @Resource
        private OrderService orderService;
    
        private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(OrderProviderController.class);
    
        /** * HystrixCommond注解中的fallbackMethod指示的是：当该方法出异常时，调用processGetOrderHystrix方法 * @param id id * @return 订单信息 */
        @GetMapping("/get/{id}")
        @HystrixCommand(fallbackMethod = "processGetOrderHystrix")
        public TOrder getOrder(@PathVariable Long id) { 
            TOrder order = orderService.findById(id);
            if (order == null) { 
                throw new RuntimeException("数据库没有对应的信息");
            }
            return order;
        }
    
        /** * 上面getOrder()方法出异常后的熔断处理方法 * @param id id * @return 订单信息 */
        public TOrder processGetOrderHystrix(@PathVariable Long id) { 
            return new TOrder().setId(id)
                    .setName("未找到该ID的结果")
                    .setPrice(0d)
                    .setDbSource("No this datasource");
        }
    }

我来分析一下代码：OrderService 是上一节的 Feign 接口，我们使用 Feign 来接口式调用。我们看到，在 `getOrder(id)` 方法上添加了 `@HystrixCommand(fallbackMethod = "processGetOrderHystrix")` 注解，我简单解释一下：

`@HystrixCommand` 表示该接口开启 hystrix 熔断机制，如果出现问题，就去调用 fallbackMethod 属性指定的 `processGetOrderHystrix` 方法，那么往下看，就能看到 `processGetOrderHystrix` 方法，我们返回了和上面接口一样的数据结构，只不过都是我们自己搞的默认值而已。

`getOrder(id)` 这个接口中，当查不到订单信息，我故意手动抛出个异常方便我测试，我测试的时候把id搞大点，查不到即可。

## 4. 测试一下 ##

启动 eureka 集群，启动这个带有熔断机制的订单提供服务：microservice-order-provider01-hystrix，再启动上一节的 Feign 客户端，在浏览器中输入：  
http://localhost:9001/consumer/order/get/100，故意将id设为100，就会看到给我返回如下信息：

{ "id":100,"name":"未找到该ID的结果","price":0.0,"dbSource":"No this datasource"}

这就说明 hystrix 已经做了熔断处理，请求没有任何问题。

## 5. 思考 ##

上面介绍了 hystrix 的服务熔断和降级处理，但是有没有发现一个问题，这个 `@HystrixCommand` 注解是加在 Controller 层的接口方法上的，这会导致两个问题：

第一：如果接口方法很多，那么我是不是要在每个方法上都得加上该注解，而且，针对每个方法，我都要指定一个处理函数，这样会导致 Controller 变得越来越臃肿。

第二：这也不符合设计规范，理论上来说，Controller 层就是 Controller 层，我只管写接口即可。就像上一节介绍的 Feign，也是面向接口的，做均衡处理，我自己定义一个接口专门用来做均衡处理，在 Controller 层将该接口注入即可。那么 hystrix 是否也可以有类似的处理呢？

答案是肯定的，这跟面向切面编程一个道理，Cotroller 你只管处理接口逻辑，当出了问题，OK，交给我 hystrix ，我 hystrix 不在你 Controller 这捣蛋，我去其他地方呆着，你有问题了，我再来处理。这才是正确的、合理的设计方式。

### 5.1 定义 Hystrix 处理类 ###

所以我们完全不用像上文那样新建一个带 hystrix 的订单提供服务：microservice-order-provider01-hystrix。我们新建一个 hystrix 处理类：OrderClientServiceFallbackFactory，要实现  
`FallbackFactory<OrderClientService>` 接口，其中 `OrderClientService` 就是前面定义的 Feign 接口。

也就是说，把 hystrix 和 feign 绑起来，因为都是客户端的东东。我通过 feign 去调用服务的时候，如果出问题了，就来执行我自定义的 hystrix 处理类中的方法，返回默认数据。代码如下：

/** * 统一处理熔断 * OrderClientService是Feign接口，所有访问都会走feign接口 * @author shengwu ni */
    @Component
    public class OrderClientServiceFallbackFactory implements FallbackFactory<OrderClientService> { 
    
        @Override
        public OrderClientService create(Throwable throwable) { 
            return new OrderClientService() { 
    
                /** * 当订单服务的getOrder()方法出异常后的熔断处理方法 * @param id id * @return 返回信息 */
                @Override
                public TOrder getOrder(Long id) { 
                    return new TOrder().setId(id)
                            .setName("未找到该ID的结果")
                            .setPrice(0d)
                            .setDbSource("No this datasource");
                }
    
                @Override
                public List<TOrder> getAll() { 
                    return null;
                }
            };
        }
    }

我来分析一下代码，实现了 `FallbackFactory<OrderClientService>` 接口后，需要重写 create 方法，还是返回 `OrderClientService` 接口对象，只不过对这个 feign 客户端做了默认处理。

### 5.2 给 Feign 指定 hystrix ###

OK，现在 hystrix 是绑定了 Feign 接口了，但是 Feign 接口中的某个方法如果出问题了，它怎么知道找谁去做熔断呢？所以在 Feign 接口也需要绑定一下我们定义的 hystrix 处理类：

/** * feign客户端 * @author shengwu ni */
    //@FeignClient(value = "MICROSERVICE-ORDER")
    @FeignClient(value = "MICROSERVICE-ORDER", fallbackFactory = OrderClientServiceFallbackFactory.class)
    public interface OrderClientService { 
    
        @GetMapping("/provider/order/get/{id}")
        TOrder getOrder(@PathVariable(value = "id") Long id);
    
        @GetMapping("/provider/order/get/list")
        List<TOrder> getAll();
    }

我把之前的注释掉了，新添加了个 fallbackFactory 属性，指定了自定义的 hystrix 处理类。这样的话，Controller 中的所有方法都可以在 hystrix 里有个默认实现了。

同时，别忘了在 application.yml 中开启熔断：

# 开启熔断
    feign:
      hystrix:
        enabled: true

OK，重新测一下，启动 eureka 集群，启动之前写好的未加 hystrix 的订单提供服务，三个当中随便起一个即可。再启动带有 hystrix 的 Feign 客户端，再测试一下上面的 url 即可。

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源码下载地址：https://gitee.com/eson15/springcloud\_study

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