sentinel微服务熔断不生效

前言

       经过微服务精通之Ribbon原理解析的学习，我们了解到了服务消费者获取服务提供者实例的过程，在这之后，服务消费者会调用服务提供者的接口。但是在调用接口的过程中，我们经常会遇见服务之间的延迟和通信失败的问题，极端情况下，可能会出现因为某个服务性能的下降或者故障宕机，导致服务超时，层层传递，引发雪崩，最终导致整个系统崩溃，而这种情况，我们可以通过熔断器解决这个问题，提高系统的稳定性。

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一、熔断器是什么？

       顾名思义，熔断器的作用就是将异常的通道关闭，从而保护整个系统。

       例如，有ABCD四个服务，BCD提供服务给A消费，当D因为负载过高或者网络异常导致响应超时时，会导致A对接很多的等待链接，从而导致A也变得异常，以至于其它依赖A的服务也跟着异常，以此类推，从而导致系统大面积的服务瘫痪，如下图。

       这个时候，我们可以在所有服务中加上熔断器，正常情况下，熔断器保持关闭状态，当异常时，则开启熔断器。比如D异常的时候，我们可以把A跟D之间的熔断器打开，就可以避免服务的大面积瘫痪了。

二、Hystrix是什么？

       Hystrix是由Netflix开发的，集成到微服务体系里面的一个组件，是微服务体系里面的熔断器。

三、Hystrix原理解析

1.总体流程

流程说明：

       （1）创建Hystrix请求命令；

       （2）执行Hystrix请求命令；

       （3）请求结果是否被缓存，若有缓存，则直接返回；

       （4）熔断器开关是否打开，若打开，则直接执行步骤8；

       （5）信号量或者线程池资源请求，若信号量或者线程池资源已占满，则请求失败，执行步骤8；

       （6）执行请求，若执行失败或者请求超时（默认超时时间为1秒），则直接执行步骤8；

       （7）汇总请求信息，判断是否要打开熔断器开关；

       （8）执行fallback方法，并返回fallback处理结果；

       （9）返回成功响应。

2.请求命令和执行

       Hystrix请求采用命令模式，其中，HystrixCommand表示单个操作请求命令，HystrixObservableCommand表示多个操作请求命令。
       HystrixCommand执行：
              execute：同步执行，返回一个单结果对象；
              queue：异步执行，返回一个Future对象，其中包含了一个单结果对象。
       HystrixObservableCommand执行：
              observe：返回observable对象，它代表了多个操作结果，是一个Hot observable；
              toObservable：同样返回observable对象，同样代表多个操作结果，但是它是一个Cold observable。
              注：Hot observable和Cold observable的区别，可通过《RxJava 驯服数据流之 hot & cold Observable》这篇文章了解一下。

3.请求合并

       Hystrix支持请求合并，即将一定时间段内对相同依赖服务的请求合并成一个请求。

3.1前提条件

       依赖服务必须有一个多参数接口。比如说，有一个根据用户编号查询用户信息的接口，如下图：

       如果要进行请求合并，则依赖服务USER-SERVICE必须提供一个批量查询用户信息的接口，如下图：

3.2 实现方法

       在单参数调用方法上面添加注解@HystrixCollapser，多参数调用方法上面添加注解@HystrixCommand，如下图：

       @HystrixCollapser参数说明：

              batchMethod：多参数调用方法名。

              collapserProperties：请求合并参数，timerDelayInMilliseconds表示请求合并时间长度，单位是毫秒；上图配置表示Hystrix会将最近100毫秒的请求合并。

3.3 实现原理

       （1）单入参接口配置请求合并以后，Hystrix会对该请求进行拦截，然后将一定时间段内的请求入参合并起来；
       （2）用合并后的请求参数去调用批量处理方法（3.2配置中的batchMethod）；
       （3）批量处理方法按照正常的Hystrix请求流程进行处理，得到批量处理结果；
       （4）Hystrix将批量处理结果拆分，并返回给各个单入参接口；
       （5）单入参接口返回结果。

3.4 优缺点

优点：

       （1）降低依赖服务请求量，降低其服务压力；
       （2）减少调用依赖服务时的网络消耗；
       （3）减少调用线程池的线程占用。

缺点：

       增加了接口的响应时间。

3.5 适用场景

       （1）适用于响应时间原本就较长的接口，那合并请求导致的延迟对其几乎无影响；
       （2）适用于并发性能较高，且网络消耗占比较高的接口，那合并请求后，可以减少网络消耗。

4.请求缓存

       从Hystrix处理流程中，我们可以知道，Hystrix可以使用缓存来提高接口性能，相关注解如下图：

       注：Hystrix缓存的是同一次请求中相同cachekey的查询结果，当新请求进来时，之前的缓存已失效。

5.熔断器状态

5.1 状态说明

       （1）打开状态：该状态下，该接口请求会被拦截，直接进行失败处理；
       （2）关闭状态：该状态下，该接口请求不会被拦截，可以继续后续处理；
       （3）半打开状态：当熔断器打开一段时间后（默认是5秒），Hystrix会允许进行一次接口请求，当请求成功后，关闭熔断器，若请求失败，则再等一段时间后，再进行打开尝试。

5.2 熔断器打开条件

       （1）请求总量达到阈值（默认是10秒内20个请求）；
       （2）错误率达到阈值（默认是10秒内错误率50%）。

6.信号量与线程隔离

       信号量和线程池处理请求的流程如下图：

       线程池流程：当用户请求进来时，熔断器会向线程池请求资源，若请求到资源，则将请求放入线程池中执行，执行完成请求后，再将资源放入线程池；若请求不到资源，则进行降级处理，调用fallback方法。

       信号量流程：当用户请求进来时，熔断器会请求信号量，若请求到信号量，则直接执行请求，执行完成请求后，再释放信号量；若请求不到信号量，则进行降级处理，调用fallback方法。

       两者对比：

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四、Hystrix实战

1.Ribbon服务提供者

       注：若已看过《微服务精通之Eureka原理解析》，则此章节可跳过。

（1）创建名为service-hi的maven工程

（2）引入Eureka-client依赖

<?xml version="1.0"?>
<project
	xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"
	xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
	<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
	<parent>
		<groupId>com.hxq</groupId>
		<artifactId>spring-cloud-hxq</artifactId>
		<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
	</parent>

	<artifactId>service-hi</artifactId>
	<name>service-hi</name>

	<dependencies>
		<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>
	</dependencies>

	<build>
		<plugins>
			<plugin>
				<groupId>org.springframework.boot</groupId>
				<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
			</plugin>
		</plugins>
	</build>
</project>

       （1）Web依赖：spring-boot-starter-web；
       （2）Eureka-client依赖：spring-cloud-starter-netflix-eureka-client。

（3）创建启动类

package com.hxq;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * 服务提供者
 * 
 * @author Administrator
 *
 */
@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@RestController
public class ServiceHiApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServiceHiApplication.class, args);
    }

    /**
     * 服务端口
     */
    @Value("${server.port}")
    private String port;

    @RequestMapping("/hi")
    public String home(@RequestParam(value = "name", defaultValue = "hxq") String name) {
        return "hi " + name + " ,i am from port:" + port;
    }
}

       启动类要加上@EnableEurekaClient注解。

（4）创建application.yml配置文件

server:
    port: 9100
    
spring:
    application:
        name: service-hi

eureka:
    serviceUrl:
        defaultZone: http://localhost:8761/eureka/

       配置说明：
              server.port：Eureka客户端服务端口
              spring.application.name：应用名称，将会显示在Eureka界面的应用名称列。
              eureka.serviceUrl.defaultZone：Eureka服务器的地址，类型为HashMap，缺省的Key为 defaultZone；缺省的Value为 http://localhost:8761/eureka。如果服务注册中心为高可用集群时，多个注册中心地址以逗号分隔。

2.修改Ribbon消费者

       注在微服务精通之Ribbon原理解析中的service-ribbon服务的基础上进行修改。

（1）增加Hystrix依赖

<?xml version="1.0"?>
<project
	xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"
	xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
	<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
	<parent>
		<groupId>com.hxq</groupId>
		<artifactId>spring-cloud-hxq</artifactId>
		<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
	</parent>

	<artifactId>service-ribbon</artifactId>
	<name>service-ribbon</name>

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

       新增Hystrix依赖：spring-cloud-starter-netflix-hystrix。

（2）启动类增加Hystrix注解

package com.hxq;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;
import org.springframework.cloud.netflix.hystrix.EnableHystrix;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

/**
 * 服务消费者
 * 
 * @author Administrator
 *
 */
@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@EnableDiscoveryClient
@EnableHystrix
public class ServiceRibbonApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServiceRibbonApplication.class, args);
    }

    /**
     * 负载均衡器
     * 
     * @return
     */
    @LoadBalanced
    @Bean
    RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

       启动类新增@EnableHystrix注解，以启动Hystrix服务。

（3）修改测试接口

package com.hxq.service.impl;

import javax.annotation.Resource;

import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

import com.hxq.service.HelloService;
import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixCommand;
import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.cache.annotation.CacheResult;

@Service("helloService")
public class HelloServiceImpl implements HelloService {

    @Resource
    private RestTemplate restTemplate;

    @Override
    @CacheResult(cacheKeyMethod = "getCacheKey")
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "hiError")
    public String hiService(String name) {
        return restTemplate.getForObject("http://SERVICE-HI/hi?name={1}", String.class, name);
    }

    private String getCacheKey(String name) {
        return "cache::" + name;
    }

    public String hiError(String name) {
        return "hi," + name + ",sorry,error!";
    }
}

       （1）@CacheResult注解：参考上述“请求缓存”章节，标注此接口使用接口缓存，缓存键值通过getCacheKey方法生成；
       （2）@HystrixCommand注解：参考上述“请求命令和执行”章节，标注此接口是一个单操作的Hystrix接口，接口调用失败后的回调函数为hiError方法。

（4）增加过滤器，初始化Hystrix上下文

       注：若不使用请求缓存，可不添加此过滤器。

package com.hxq.filter;

import java.io.IOException;

import javax.servlet.Filter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
import javax.servlet.annotation.WebFilter;

import org.springframework.stereotype.Component;

import com.netflix.hystrix.strategy.concurrency.HystrixRequestContext;

/**
 * 设置Hystrix上下文
 * 
 * @author Administrator
 *
 */
@Component
@WebFilter(urlPatterns = "/*", asyncSupported = true)
public class HystrixRequestContextFilter implements Filter {

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
            throws IOException, ServletException {
        // 上下文初始化
        HystrixRequestContext context = HystrixRequestContext.initializeContext();
        try {
            chain.doFilter(request, response);
        } finally {
            context.close();
        }
    }

}

3.服务验证

（1）启动service-hi服务

（2）启动service-ribbon服务

（3）调用测试接口

       在浏览器中输入http://localhost:9200/hi

请求成功

       如下图，可以看到接口返回service-hi服务的数据。

请求失败

       如下图，可以看到接口返回回调方法的数据。