Spring Cloud系列—Alibaba Sentinel熔断降级

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目录

1 熔断策略

1.1 状态机

1.2 慢调用比例（SLOW_REQUEST_RATIO）

1.3 异常比例（ERROR_RATIO）

1.4 异常数（ERROR_COUNT）

2 降级

2.1 捕获异常

2.2 FallbackFactory

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1 熔断策略

        当微服务系统中存在某个服务或接口故障，由于调用链路比较复杂，某个接口的故障可能就会导致整个系统不可用。因此需要对故障的接口或服务进行熔断降级，熔断降级主要是对弱依赖服务（不是系统运行的必须服务组件），常见三种策略：

1.1 状态机

        熔断是由断路机（熔断器）统计服务调用的慢调用比例、异常比例和异常数，如果超过阈值则进行熔断，拦截请求该服务的请求；否则放行请求该服务的请求。断路机是基于状态机来完成工作的：

        状态机有三种状态：OPEN、HALF_OPEN和CLOSED。

        CLOSED：所有请求都会通过断路机，通过的过程中统计慢调用比例、异常比例和异常数，如果失败率高于阈值就会转化为OPEN状态。

        OPEN：所有请求都会被断路机拦截，即服务被熔断。每隔一段时间转化为HALF_OPEN状态，并将一定的请求放入断路机。

        HALF_OPEN：OPEN状态每隔一段时间转化为HALF_OPEN状态，并根据放入的请求统计慢调用比例、异常比例和异常数，如果失败率高于阈值，则此时服务还得继续熔断，因此再次转化为OPEN状态；如果失败率低于阈值，则此时服务被视为可以正常访问，不需要进行熔断，因此转化为CLOSED状态。

1.2 慢调用比例（SLOW_REQUEST_RATIO）

        在统计时长内，请求数超过最小请求数，且慢调用（请求响应时间超过最大RT（最大响应时间））比例超过比例阈值，就进行熔断，暂停该资源一定时间（熔断时长）的访问。

        假设order-service服务调用product-service服务的接口，如果product-service服务的接口出现响应速度慢的情况，则会被认为是慢调用请求：

    @RequestMapping("/{productId}")public ProductInfo getProductById(@PathVariable("productId") Integer productId){try {long millis = new Random().nextInt(20)+50;Thread.sleep(millis);//模拟慢调用System.out.println("收到请求,Id:"+productId);return productService.selectProductById(productId);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}

        将调用方的调用方法定义为资源，便于设置熔断规则：

    @SentinelResource("selectOrderById")public OrderInfo selectOrderById(Integer orderId) {OrderInfo orderInfo = orderMapper.selectOrderById(orderId);//OpenFeign远程调用方式ProductInfo productInfo = productInterface.getProductById(orderInfo.getProductId());orderInfo.setProductInfo(productInfo);return orderInfo;}

        针对资源设置熔断规则，10s内如果请求数超过5次，并且慢调用（响应时间超过50ms）比例超过0.5，则熔断5s：

        当重启服务后，快速手动多次发送请求，如果发送请求超过5次以上，就会出现熔断现象：

1.3 异常比例（ERROR_RATIO）

        在统计时长内，请求数超过最小请求数，且异常比例超过比例阈值，就进行熔断，暂停该资源一定时间（熔断时长）的访问。

        首先在被调用接口中分别设置慢调用和异常两种情况，由于（这里用到了服务降级，会在下面进行阐述）服务降级会针对异常也生效，因此想要观察熔断，就需要先调用慢调用接口（没有设置慢调用的熔断策略，因此不会熔断）会正常通行，再多次调用异常接口触发熔断，最后再调用慢调用接口也会被拦截：

    @RequestMapping("/{productId}")public ProductInfo getProductById(@PathVariable("productId") Integer productId) {if (productId == 1001) {//模拟慢响应try {Thread.sleep(60);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}} else if (productId == 1002) {// 模拟异常throw new RuntimeException("发生异常");}return productService.selectProductById(productId);}

        设置熔断策略为异常比例，10s请求数大于5次，异常比例超过50%就触发5s熔断：

        调用order/1接口，最终会远程调用product/1001接口，不会触发熔断：

        调用order/2接口，最终会远程调用product/1002接口，多次调用会触发熔断（异常比例超过50%）：

        在触发熔断后，调用order/1接口，可以发现productInfo为NULL，说明触发熔断，并且服务降级：

1.4 异常数（ERROR_COUNT）

        在统计时长内，请求数超过最小请求数，且发生异常的数量超过设置的异常数，就进行熔断，暂停该资源一定时间（熔断时长）的访问。

        异常数与异常比例类似，只不过熔断判断标准变为超过数字而不是比例。

2 降级

        上述慢调用熔断时，用户会直接看到500内部异常这个响应，这对用户体验并不好。应该针对失败返回用户友好性的提示或默认结果，这就是降级。

        实现服务降级有两种方式：

        1.捕获异常，根据异常逻辑来进行降级。适用于通用场景。

        2.FallbackFactory，适合远程调用场景。

2.1 捕获异常

        由于访问的是/order/{orderId}接口，因此可以在调用时发生异常后返回一个NULL对象：

    @SentinelResource("order-param")@RequestMapping("/{orderId}")public OrderInfo getOrderById(@PathVariable("orderId") Integer orderId) {try {OrderInfo orderInfo = orderService.selectOrderById(orderId);return orderInfo;}catch (UndeclaredThrowableException e){System.out.println("获取订单发生异常,exception:"+e);;return new OrderInfo();}}

        此时在发生熔断，就不会直接在页面显示500内部异常，而是一个NULL对象：

2.2 FallbackFactory

        FallbackFactory是微服务架构中用于服务降级的接口，可以根据远程服务调用失败或异常信息，提供一个降级处理实例，该实例来代替原服务被调用。

        首先需要创建这个降级处理实例，该实例实现FallbackFactory并接受ProductInterface类型的泛型参数：

@Slf4jpublic class ProductFallbackFactory implements FallbackFactory<ProductInterface> {@Overridepublic ProductInterface create(Throwable cause) {return new ProductInterface() {//返回服务降级实例@Overridepublic ProductInfo getProductById(Integer productId) {log.error("查询商品信息异常");return new ProductInfo();}@Overridepublic String param1(Integer productId){return "发生错误";}@Overridepublic String param2(Integer productId,String name){return "发生错误";}@Overridepublic String object(ProductInfo productInfo){return "发生错误";}@Overridepublic String json(ProductInfo productInfo){return "发生错误";}};}}

        ProductInterface类型是OpenFeign远程调用的客户端（抽取），需要注意设置fallbackFactory来和服务降级实例关联：

@FeignClient(value = "product-service",path = "/product", fallbackFactory = ProductFallbackFactory.class)public interface ProductInterface {@RequestMapping("/{productId}")ProductInfo getProductById(@PathVariable("productId") Integer productId);@RequestMapping("/param1")String param1(@RequestParam("productId") Integer productId);@RequestMapping("/param2")String param2(@RequestParam("productId")Integer productId,@RequestParam("name")String name);@RequestMapping("/object")String object(@SpringQueryMap ProductInfo productInfo);@RequestMapping("/json")String json(@RequestBody ProductInfo productInfo);}

        然后还需要定义ProductFallbackFactory的Bean，由于该DefaultFeignConfiguration需要多个远程调用的接口使用，因此不添加五大注解交给Spring来管理，而是由调用方自行扫描注册该Bean：

//创建ProductFallbackFactory的Beanpublic class DefaultFeignConfiguration {@Beanpublic ProductFallbackFactory productFallbackFactory() {return new ProductFallbackFactory();}}

        调用方的启动类上需要配置OpenFeign客户端和FallbackFactory管理的服务降级实例的路径：

@EnableFeignClients(basePackages = {"com.demo.product.api2"},defaultConfiguration = DefaultFeignConfiguration.class)

        最后在配置文件中开启OpenFeign的Sentinel的功能：

feign:sentinel:enabled: true # 开启feign对sentinel的支持

        重启服务，观察服务降级：

        可以发现，开启OpenFeign的Sentinel功能后，远程调用的接口也出现在簇点链路中，针对远程调用设置熔断降级：

        此时在多次慢调用出发熔断后，不再是直接的500内部异常，而是远程调用的服务降级。并且该服务降级返回了NULL的productInfo对象（服务降级实例），并不是像异常处理那样处理粒度很粗。

        注意：FallbackFactory不仅对熔断生效，对限流也生效，即如果触发限流，页面不再显示Blocked by Sentinel，而是返回服务降级实例。并且，服务降级还会对异常生效，即只要程序发生异常，就会走服务降级。因此发生服务降级现象，不一定是因为熔断，也可能是因为限流或异常。

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