【易实战】Spring Cloud Greenwich Hystrix：服务容错保护
写作时间：2020-03-06
Spring Cloud: Greenwich, Spring Boot: 2.1, JDK: 1.8, IDE: IntelliJ IDEA
说明
Spring Cloud Hystrix 是Spring Cloud Netflix 子项目的核心组件之一，具有服务容错及线程隔离等一系列服务保护功能，本文将对其用法进行详细介绍。
在微服务架构中，服务与服务之间通过远程调用的方式进行通信，一旦某个被调用的服务发生了故障，其依赖服务也会发生故障，此时就会发生故障的蔓延，最终导致系统瘫痪。Hystrix实现了断路器模式，当某个服务发生故障时，通过断路器的监控，给调用方返回一个错误响应，而不是长时间的等待，这样就不会使得调用方由于长时间得不到响应而占用线程，从而防止故障的蔓延。Hystrix具备服务降级、服务熔断、线程隔离、请求缓存、请求合并及服务监控等强大功能。
1. 拷贝Eureka Server和UserServiceClient工程
1.1 从教程 【易实战】Spring Cloud Greenwich Ribbon：负载均衡的服务调用 ，拷贝项目EurekaServer 和 项目UserServiceClient。
1.2 Run Dashboard 运行应用EurekaServerApplication和应用ClientApplication，完成后访问地址http://localhost:8001/可以看到Eureka注册中心的界面, 注册了客户端zgpeaces-mbp:user-service:8201.
1.3 访问客户端数据http://zgpeaces-mbp:8201/user/1
2. 创建一个HystrixService工程
创建一个hystrix-service模块来演示hystrix的常用功能。
2.1 在pom.xml中添加相关依赖
<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>
<dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
</dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><optional>true</optional>
</dependency>
<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>
<dependency><groupId>cn.hutool</groupId><artifactId>hutool-all</artifactId><version>4.6.3</version>
</dependency>2.2 在application.yml进行配置: 主要是配置了端口、注册中心地址及user-service的调用路径。
server:port: 8401
spring:application:name: hystrix-service
eureka:client:register-with-eureka: truefetch-registry: trueservice-url:defaultZone: http://localhost:8001/eureka/
service-url:user-service: http://user-service2.3 在启动类上添加@EnableCircuitBreaker来开启Hystrix的断路器功能
package com.zgpeace.cloud;import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.circuitbreaker.EnableCircuitBreaker;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;@EnableCircuitBreaker
@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class HystrixApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(HystrixApplication.class, args);}
}2.4 创建配置类RibbonConfig，初始化RestTemplate并设置@LoadBalanced，否则请求不了客户端。
package com.zgpeace.cloud.config;import org.springframework.boot.web.client.RestTemplateBuilder;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;@Configuration
public class RibbonConfig {@Bean@LoadBalancedpublic RestTemplate restTemplate(RestTemplateBuilder builder) {return builder.build();}
}2.5 服务降级演示：在UserHystrixController中添加用于测试服务降级的接口：
@RequestMapping("/user")
@RestController
public class UserHystrixController {@Autowiredprivate UserService userService;@GetMapping("/testFallback/{id}")public CommonResult testFallback(@PathVariable Long id) {return userService.getUser(id);}
}2.6 从工程UserServiceClient中拷贝类User 和 CommonResult
2.7 在UserService中添加调用方法与服务降级方法，方法上需要添加@HystrixCommand注解：
添加接口UserService
public interface UserService {CommonResult getUser(Long id);
}添加接口实现类UserServiceImpl
@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {private Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(UserServiceImpl.class);@Autowiredprivate RestTemplate restTemplate;@Value("${service-url.user-service}")private String userServiceUrl;@HystrixCommand(fallbackMethod = "getDefaultUser")@Overridepublic CommonResult getUser(Long id) {return restTemplate.getForObject(userServiceUrl + "/user/{1}", CommonResult.class, id);}public CommonResult getDefaultUser(@PathVariable Long id) {User defaultUser = new User(-1L, "defaultUser", "123456");return new CommonResult<>(defaultUser);}
}2.8 Run Dashboard 运行应用eureka-server、user-service、hystrix-service服务.
2.9 调用接口进行测试：http://localhost:8401/user/testFallback/1
2.10 关闭user-service服务重新测试该接口，发现已经发生了服务降级：
3. @HystrixCommand注解详解
@HystrixCommand中的常用参数
1.fallbackMethod：指定服务降级处理方法；
2.ignoreExceptions：忽略某些异常，不发生服务降级；
3.commandKey：命令名称，用于区分不同的命令；
4.groupKey：分组名称，Hystrix会根据不同的分组来统计命令的告警及仪表盘信息；
5.threadPoolKey：线程池名称，用于划分线程池。
4. 设置命令、分组及线程池名称
4.1 在UserHystrixController中添加测试接口：
@GetMapping("/testCommand/{id}")public CommonResult testCommand(@PathVariable Long id) {return userService.getUserCommand(id);}4.2 在UserServiceImpl中添加方式实现功能
@HystrixCommand(fallbackMethod = "getDefaultUser",commandKey = "getUserCommand",groupKey = "getUserGroup",threadPoolKey = "getUserThreadPool")@Overridepublic CommonResult getUserCommand(Long id) {return restTemplate.getForObject(userServiceUrl + "/user/{1}", CommonResult.class, id);}5. 使用ignoreExceptions忽略某些异常降级
5.1 在UserHystrixController中添加测试接口
@GetMapping("/testException/{id}")public CommonResult testException(@PathVariable Long id) {return userService.getUserException(id);}5.2 在UserServiceImpl中添加实现方法，这里忽略了NullPointerException，当id为1时抛出IndexOutOfBoundsException，id为2时抛出NullPointerException：
@HystrixCommand(fallbackMethod = "getDefaultUser2",ignoreExceptions = {NullPointerException.class})@Overridepublic CommonResult getUserException(Long id) {if (id == 1) {throw new IndexOutOfBoundsException();} else if (id == 2) {throw new NullPointerException();}return restTemplate.getForObject(userServiceUrl + "/user/{1}", CommonResult.class, id);}public CommonResult getDefaultUser2(Long id, Throwable e) {LOGGER.error("getDefaultUser2 id:{}, throwable class:{}", id, e.getClass());User defaultUser = new User(-2L, "defaultUser2", "123456");return new CommonResult(defaultUser);}5.3 调用接口进行测试：http://localhost:8401/user/testException/1
5.4 调用接口进行测试：http://localhost:8401/user/testException/2
6. Hystrix的请求缓存
当系统并发量越来越大时，我们需要使用缓存来优化系统，达到减轻并发请求线程数，提供响应速度的效果。
6.1 相关注解
@CacheResult：开启缓存，默认所有参数作为缓存的key，cacheKeyMethod可以通过返回String类型的方法指定key；@CacheKey：指定缓存的key，可以指定参数或指定参数中的属性值为缓存key，cacheKeyMethod还可以通过返回String类型的方法指定；@CacheRemove：移除缓存，需要指定commandKey。
6.2 测试使用缓存：在UserHystrixController中添加使用缓存的测试接口，直接调用三次getUserCache方法：
@GetMapping("/testCache/{id}")public CommonResult testCache(@PathVariable Long id) {userService.getUserCache(id);userService.getUserCache(id);userService.getUserCache(id);return new CommonResult("testCache operate success" ,200);}
6.3 在UserServiceImpl中添加具有缓存功能的getUserCache方法：
@CacheResult(cacheKeyMethod = "getCacheKey")@HystrixCommand(fallbackMethod = "getDefaultUser",commandKey = "getUserCache")@Overridepublic CommonResult getUserCache(Long id) {LOGGER.info("getUserCache id:{}", id);return restTemplate.getForObject(userServiceUrl + "/user/{1}", CommonResult.class, id);}public String getCacheKey(Long id) {LOGGER.info("enter method getChachKey id>>> {}", id);return String.valueOf(id);}6.4 调用接口测试http://localhost:8401/user/testCache/1,这个接口中调用了三次getUserCache方法，但是只打印了一次日志，说明有两次走的是缓存：
6.5 测试移除缓存. 在UserHystrixController中添加移除缓存的测试接口，调用一次removeCache方法：
@GetMapping("/testRemoveCache/{id}")public CommonResult testRemoveCache(@PathVariable Long id) {userService.getUserCache(id);userService.removeCache(id);userService.getUserCache(id);return new CommonResult("testRemoveCache operate success", 200);}6.6 在UserServiceImpl中添加具有移除缓存功能的removeCache方法：
@CacheRemove(commandKey = "getUserCache", cacheKeyMethod = "getCacheKey")@HystrixCommand@Overridepublic CommonResult removeCache(Long id) {LOGGER.info("removeCache id:{}", id);return restTemplate.postForObject(userServiceUrl + "/user/delete/{1}", null, CommonResult.class, id);}6.7 缓存使用过程中的问题.在缓存使用过程中，我们需要在每次使用缓存的请求前后对HystrixRequestContext进行初始化和关闭，否则会出现如下异常：
java.lang.IllegalStateException: Request caching is not available. Maybe you need to initialize the HystrixRequestContext?at com.netflix.hystrix.HystrixRequestCache.get(HystrixRequestCache.java:104) ~[hystrix-core-1.5.18.jar:1.5.18]at com.netflix.hystrix.AbstractCommand$7.call(AbstractCommand.java:478) ~[hystrix-core-1.5.18.jar:1.5.18]at com.netflix.hystrix.AbstractCommand$7.call(AbstractCommand.java:454) ~[hystrix-core-1.5.18.jar:1.5.18]6.8 可以通过在Controller方法的前面初始化HystrixRequestContext，在后面关闭context
//init
HystrixRequestContext context = HystrixRequestContext.initializeContext();
// get cache logic ...//close
context.close();6.9 更好的方法是通过使用过滤器，在每个请求前后初始化和关闭HystrixRequestContext来解决该问题：
package com.zgpeace.cloud.filter;import com.netflix.hystrix.strategy.concurrency.HystrixRequestContext;
import org.springframework.stereotype.Component;import javax.servlet.*;
import javax.servlet.annotation.WebFilter;
import java.io.IOException;@Component
@WebFilter(urlPatterns = "/*", asyncSupported = true)
public class HystrixRequestContextFilter implements Filter {@Overridepublic void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {HystrixRequestContext context = HystrixRequestContext.initializeContext();try {filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);} finally {context.close();}}
}6.11 调用接口测试http://localhost:8401/user/testRemoveCache/1，可以发现有两次查询都走的是接口：
7. 请求合并
微服务系统中的服务间通信，需要通过远程调用来实现，随着调用次数越来越多，占用线程资源也会越来越多。
Hystrix中提供了@HystrixCollapser用于合并请求，从而达到减少通信消耗及线程数量的效果。
7.1 @HystrixCollapser的常用属性
batchMethod：用于设置请求合并的方法；collapserProperties：请求合并属性，用于控制实例属性，有很多；timerDelayInMilliseconds：collapserProperties中的属性，用于控制每隔多少时间合并一次请求；
7.2 功能演示.在UserHystrixController中添加testCollapser方法，这里我们先进行两次服务调用，再间隔200ms以后进行第三次服务调用：
@GetMapping("/testCollapser")public CommonResult testCollapser() throws ExecutionException, InterruptedException {Future<User> future1 = userService.getUserFuture(1L);Future<User> future2 = userService.getUserFuture(2L);future1.get();future2.get();ThreadUtil.safeSleep(200);Future<User> future3 = userService.getUserFuture(3L);future3.get();return new CommonResult("testCollapser operate success", 200);}7.3 使用@HystrixCollapser实现请求合并，所有对getUserFuture的的多次调用都会转化为对getUserByIds的单次调用：
@HystrixCollapser(batchMethod = "getUserByIds", collapserProperties = {@HystrixProperty(name = "timerDelayInMilliseconds", value = "100")})@Overridepublic Future<User> getUserFuture(Long id) {return new AsyncResult<User>() {@Overridepublic User invoke() {CommonResult commonResult = restTemplate.getForObject(userServiceUrl + "/user/{1}", CommonResult.class, id);Map data = (Map)commonResult.getData();User user = BeanUtil.mapToBean(data, User.class, true);LOGGER.info("getUserById username:{}", user.getUserName());return user;}};}@HystrixCommandpublic List<User> getUserByIds(List<Long> ids) {LOGGER.info("getUserByIds:{}", ids);CommonResult commonResult = restTemplate.getForObject(userServiceUrl + "/user/getUserByIds?ids={1}", CommonResult.class, CollUtil.join(ids, ","));return (List<User>)commonResult.getData();}7.4 访问接口测试http://localhost:8401/user/testCollapser，由于我们设置了100毫秒进行一次请求合并，前两次被合并，最后一次自己单独合并了。
8. Hystrix的常用配置
8.1 全局配置
hystrix:command: #用于控制HystrixCommand的行为default:execution:isolation:strategy: THREAD #控制HystrixCommand的隔离策略，THREAD->线程池隔离策略(默认)，SEMAPHORE->信号量隔离策略thread:timeoutInMilliseconds: 1000 #配置HystrixCommand执行的超时时间，执行超过该时间会进行服务降级处理interruptOnTimeout: true #配置HystrixCommand执行超时的时候是否要中断interruptOnCancel: true #配置HystrixCommand执行被取消的时候是否要中断timeout:enabled: true #配置HystrixCommand的执行是否启用超时时间semaphore:maxConcurrentRequests: 10 #当使用信号量隔离策略时，用来控制并发量的大小，超过该并发量的请求会被拒绝fallback:enabled: true #用于控制是否启用服务降级circuitBreaker: #用于控制HystrixCircuitBreaker的行为enabled: true #用于控制断路器是否跟踪健康状况以及熔断请求requestVolumeThreshold: 20 #超过该请求数的请求会被拒绝forceOpen: false #强制打开断路器，拒绝所有请求forceClosed: false #强制关闭断路器，接收所有请求requestCache:enabled: true #用于控制是否开启请求缓存collapser: #用于控制HystrixCollapser的执行行为default:maxRequestsInBatch: 100 #控制一次合并请求合并的最大请求数timerDelayinMilliseconds: 10 #控制多少毫秒内的请求会被合并成一个requestCache:enabled: true #控制合并请求是否开启缓存threadpool: #用于控制HystrixCommand执行所在线程池的行为default:coreSize: 10 #线程池的核心线程数maximumSize: 10 #线程池的最大线程数，超过该线程数的请求会被拒绝maxQueueSize: -1 #用于设置线程池的最大队列大小，-1采用SynchronousQueue，其他正数采用LinkedBlockingQueuequeueSizeRejectionThreshold: 5 #用于设置线程池队列的拒绝阀值，由于LinkedBlockingQueue不能动态改版大小，使用时需要用该参数来控制线程数8.2 实例配置: 实例配置只需要将全局配置中的default换成与之对应的key即可。
hystrix:command:HystrixComandKey: #将default换成HystrixComrnandKeyexecution:isolation:strategy: THREADcollapser:HystrixCollapserKey: #将default换成HystrixCollapserKeymaxRequestsInBatch: 100threadpool:HystrixThreadPoolKey: #将default换成HystrixThreadPoolKeycoreSize: 108.3 配置文件中相关key的说明
HystrixComandKey对应@HystrixCommand中的commandKey属性；HystrixCollapserKey对应@HystrixCollapser注解中的collapserKey属性；HystrixThreadPoolKey对应@HystrixCommand中的threadPoolKey属性。
代码下载
https://github.com/zgpeace/SpringCloudGreenwich
参考
https://juejin.im/post/5d822d27e51d45621479ad92
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