Spring Cloud Hystrix原理詳細(xì)介紹

Spring Cloud中的Hystrix是Netflix開源的一款針對(duì)分布式系統(tǒng)延遲和容錯(cuò)的庫(kù)，其目的是通過添加延遲容忍和容錯(cuò)邏輯，從而控制分布式服務(wù)之間的交互。

對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的分布式系統(tǒng)，包含的應(yīng)用可能多達(dá)數(shù)十個(gè)，這些應(yīng)用有許多依賴項(xiàng)目，每個(gè)依賴項(xiàng)目在某個(gè)時(shí)刻不可避免會(huì)失敗導(dǎo)致故障，如果不對(duì)這些故障進(jìn)行隔離，整個(gè)分布式系統(tǒng)都可能會(huì)崩潰。

借助官網(wǎng)的一個(gè)例子來說明，假設(shè)某個(gè)應(yīng)用程序依賴30多個(gè)服務(wù)，每個(gè)服務(wù)正常運(yùn)行的概率是99.99%，那么系統(tǒng)可用的概率是99.9930=99.7%，也就是說，每個(gè)服務(wù)出現(xiàn)故障的概率是0.3%，十億個(gè)請(qǐng)求的故障就是3000000個(gè)，即使所有依賴具有出色的正常運(yùn)行時(shí)間，每個(gè)月至少會(huì)有2小時(shí)以上的服務(wù)是不可用的，現(xiàn)實(shí)情況中，情況可能會(huì)更糟糕。

當(dāng)一切正常時(shí)，請(qǐng)求情況如下圖所示。

一切正常的請(qǐng)求情況

當(dāng)其中有一個(gè)系統(tǒng)有延遲時(shí)，它可能阻塞整個(gè)用戶請(qǐng)求，具體如下圖所示。

系統(tǒng)出現(xiàn)延遲的情況

在高流量情況下，一個(gè)后端的依賴延遲可能會(huì)導(dǎo)致所有服務(wù)的資源在數(shù)秒內(nèi)變的飽和，這也就意味著，后續(xù)如果再有請(qǐng)求將無法提供服務(wù)，應(yīng)用會(huì)出現(xiàn)故障。比故障更糟糕的是，這些應(yīng)用程序還可能導(dǎo)致服務(wù)之間的延遲增加，從而備份隊(duì)列、線程和其他資源，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)更多級(jí)聯(lián)故障，如下圖所示。

系統(tǒng)出現(xiàn)更多級(jí)聯(lián)故障情況

Hystrix的出現(xiàn)就是為了解決上述問題的，它封裝了每個(gè)依賴項(xiàng)，每個(gè)依賴項(xiàng)彼此隔離，當(dāng)延遲發(fā)生時(shí)，它會(huì)被限制在資源中，并包含回退邏輯，該邏輯決定在依賴發(fā)生任何類型故障時(shí)應(yīng)作出何種響應(yīng)。

使用Hystrix包裝依賴項(xiàng)后，前面圖中的架構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，如下圖所示。

使用Hystrix包裝依賴后的架構(gòu)

在上圖中，Hystrix被設(shè)計(jì)的目標(biāo)是阻止級(jí)聯(lián)故障，對(duì)通過第三方客戶端訪問的依賴項(xiàng)的延遲和故障進(jìn)行保護(hù)和控制。Hystrix實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的大致思路具體如下：

(1) 將外部依賴的訪問請(qǐng)求封裝在獨(dú)立的線程中，進(jìn)行資源隔離。

(2) 對(duì)于超出設(shè)定閾值的服務(wù)調(diào)用，直接進(jìn)行超時(shí)，不允許其耗費(fèi)過長(zhǎng)時(shí)間阻塞線程。

(3) 每個(gè)依賴服務(wù)維護(hù)一個(gè)獨(dú)立的線程池，一旦線程池滿了，直接拒絕服務(wù)的調(diào)用。

(4) 統(tǒng)計(jì)依賴服務(wù)調(diào)用的成功次數(shù)、失敗次數(shù)、拒絕次數(shù)、超時(shí)次數(shù)等結(jié)果。

(5) 在一段時(shí)間內(nèi)，如果服務(wù)調(diào)用的異常次數(shù)超過一定閾值，就會(huì)觸發(fā)熔斷停止對(duì)特定服務(wù)的所有請(qǐng)求，在一定時(shí)間內(nèi)對(duì)服務(wù)調(diào)用直接降級(jí)，一段時(shí)間后再次進(jìn)行自動(dòng)嘗試恢復(fù)。

(6) 如果某個(gè)服務(wù)出現(xiàn)調(diào)用失敗、被拒絕、超時(shí)等異常情況，自動(dòng)調(diào)用fallback降級(jí)機(jī)制。

(7) 實(shí)時(shí)監(jiān)控指標(biāo)和配置變化。

關(guān)于Hystrix工作機(jī)制的深入分析將在后面小節(jié)詳解，這里大家對(duì)Hystrix熔斷機(jī)制有個(gè)大致了解即可。


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