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深入理解 Polly：.NET Core 中的健壮错误处理策略

news 来源：原创 2025/5/14 3:44:25

在现代软件开发中，错误处理是构建高可用、健壮系统的关键之一。尤其是当应用依赖外部服务（如 API、数据库或其他网络资源）时，临时的服务中断、超时或其他不可预见的错误都会影响应用的稳定性。为了提升系统的容错能力，Polly 成为 .NET 开发者的重要工具。Polly 是一个功能强大的 .NET 库，提供了多种常用的错误处理策略，如重试、断路器、回退等，帮助开发者在发生错误时进行优雅的恢复和处理。

本文将深入探讨 Polly 的核心功能及其在 .NET Core 中的应用，带你一步步掌握如何通过 Polly 构建健壮的错误处理机制。

1. 什么是 Polly？

Polly 是一个为 .NET 提供的开源库，旨在帮助开发者处理常见的错误处理需求。Polly 提供了一套丰富的策略，用于解决应用在与外部服务交互时可能出现的瞬时错误。它的主要功能包括：

重试（Retry）
断路器（Circuit Breaker）
回退（Fallback）
超时（Timeout）
并发限制（Bulkhead Isolation）

这些策略有助于在外部依赖出现问题时，保证系统能够优雅地恢复或避免过度依赖失败的服务。

2. Polly 核心策略

2.1 重试（Retry）

重试策略在遇到可恢复的错误时会自动重试失败的操作。比如，某个 HTTP 请求因为网络波动而失败，重试策略可以尝试再次发起请求，直到成功或达到最大重试次数。

示例代码：

using Polly;
using System;
using System.Net.Http;
using System.Threading.Tasks;public class Program
{public static async Task Main(string[] args){var policy = Policy.Handle<HttpRequestException>()  // 捕获 HttpRequestException 异常.RetryAsync(3);  // 重试 3 次HttpClient client = new HttpClient();await policy.ExecuteAsync(async () =>{var response = await client.GetAsync("https://example.com");response.EnsureSuccessStatusCode();  // 请求失败会抛出异常return response;});}
}

在上面的代码中，如果 HTTP 请求因某种原因失败，Polly 会自动重试最多 3 次。

2.2 断路器（Circuit Breaker）

断路器策略用于避免持续失败的操作对系统造成更大的影响。当一个操作连续失败多次时，断路器会启动，阻止进一步的请求执行，直到外部服务恢复正常。

示例代码：

using Polly;
using System;
using System.Net.Http;
using System.Threading.Tasks;public class Program
{public static async Task Main(string[] args){var policy = Policy.Handle<HttpRequestException>().CircuitBreakerAsync(2, TimeSpan.FromMinutes(1));  // 2 次失败后断路，1 分钟内不再尝试HttpClient client = new HttpClient();try{await policy.ExecuteAsync(async () =>{var response = await client.GetAsync("https://example.com");response.EnsureSuccessStatusCode();return response;});}catch (BrokenCircuitException){Console.WriteLine("Circuit is broken. Requests are not being executed.");}}
}

在这个例子中，如果 HTTP 请求连续失败两次，断路器就会打开，接下来的请求将不会再发送，直到 1 分钟后恢复正常。

2.3 回退（Fallback）

回退策略是在操作失败时提供一个备选方案。通常用于在外部服务调用失败时，返回默认数据或缓存内容，而不是直接报错。

示例代码：

using Polly;
using System;
using System.Net.Http;
using System.Threading.Tasks;public class Program
{public static async Task Main(string[] args){var fallbackPolicy = Policy.Handle<HttpRequestException>().FallbackAsync(Task.FromResult("Fallback response"),  // 返回回退结果onFallbackAsync: (outcome, context) =>{Console.WriteLine("Fallback triggered due to: " + outcome.Exception?.Message);return Task.CompletedTask;});HttpClient client = new HttpClient();var result = await fallbackPolicy.ExecuteAsync(async () =>{var response = await client.GetAsync("https://example.com");response.EnsureSuccessStatusCode();return await response.Content.ReadAsStringAsync();});Console.WriteLine(result);  // 如果失败，返回回退结果}
}

当请求失败时，FallbackAsync 会提供一个替代方案（这里是一个字符串“Fallback response”），从而避免应用崩溃。

2.4 超时（Timeout）

超时策略限制了操作的最大执行时间。如果操作超时，Polly 会自动终止该操作。

示例代码：

using Polly;
using System;
using System.Net.Http;
using System.Threading.Tasks;public class Program
{public static async Task Main(string[] args){var timeoutPolicy = Policy.TimeoutAsync(TimeSpan.FromSeconds(5));  // 设置请求最大超时时间为 5 秒HttpClient client = new HttpClient();try{var result = await timeoutPolicy.ExecuteAsync(async () =>{var response = await client.GetAsync("https://example.com");response.EnsureSuccessStatusCode();return await response.Content.ReadAsStringAsync();});}catch (TimeoutRejectedException){Console.WriteLine("The request timed out.");}}
}

在这个例子中，TimeoutAsync 设置了最大超时限制。如果请求没有在 5 秒内完成，将抛出 TimeoutRejectedException。

2.5 并行限制（Bulkhead Isolation）

并行限制策略用于限制系统能够同时处理的并发操作数量。如果超过最大并发数，后续请求将被排队或拒绝。

示例代码：

using Polly;
using System;
using System.Net.Http;
using System.Threading.Tasks;public class Program
{public static async Task Main(string[] args){var bulkheadPolicy = Policy.BulkheadAsync(2, 4);  // 最多 2 个并行请求，最多 4 个排队请求HttpClient client = new HttpClient();await Task.WhenAll(bulkheadPolicy.ExecuteAsync(async () =>{var response = await client.GetAsync("https://example.com");response.EnsureSuccessStatusCode();}),bulkheadPolicy.ExecuteAsync(async () =>{var response = await client.GetAsync("https://example.com");response.EnsureSuccessStatusCode();}));}
}

通过使用 BulkheadAsync，你可以避免系统因过多并发请求而崩溃，限制并发请求的数量，确保系统的稳定性。

3. 策略组合与复合策略

Polly 还支持将多个策略组合成一个复合策略（Policy Wrap）。这样，你可以在一个操作中依次应用多个策略，比如先尝试重试，接着使用断路器，最后返回回退结果。

示例代码：

using Polly;
using System;
using System.Net.Http;
using System.Threading.Tasks;public class Program
{public static async Task Main(string[] args){var policy = Policy.Handle<HttpRequestException>().RetryAsync(3).WrapAsync(Policy.Handle<HttpRequestException>().CircuitBreakerAsync(2, TimeSpan.FromMinutes(1)));HttpClient client = new HttpClient();try{await policy.ExecuteAsync(async () =>{var response = await client.GetAsync("https://example.com");response.EnsureSuccessStatusCode();return response;});}catch (BrokenCircuitException){Console.WriteLine("The circuit is broken.");}}
}

通过 WrapAsync，你将重试策略和断路器策略结合起来，形成一个更复杂的容错处理机制。