14、Hyperf 3 微服务系列 - Hyperf 3 服务熔断理论学习

hi，我是温新，一名 PHPer

Hyperf 3 微服务代码已上传至 Github：https://github.com/ziruchu/hyperf3-microservice-code

复杂的分布式系统中，服务之间往往存在着相关依赖的关系，一个服务出现问题可能会导致整个服务处于可用状态。

那么，为什么需要服务熔断，了解服务熔断之前先来了解下服务雪崩、服务降级。

服务雪崩

服务雪崩？没有听过。倒是听过缓存雪崩。那么服务雪崩是啥呢？

服务雪崩，一个服务因某些不可用，从而导致所有与之关联的服务不可用，这种情况称为服务雪崩。什么意思呢？来看下面的案例：

服务 A 需要到 服务 B，服务 B 又需要用到 服务 C，他们之间形成了一个链路调用的形式 A-B-C，一旦 C 因为某些原因不可能，但后续的请求还是从 A 到 B 到 C，由于 C 已经不可用，请求都会阻塞在 B 服务中，慢慢积压的请求越来越多导致 B 可用，继续导致 A 不用。这种服务之间的不可用，就是服务雪崩。

有 2 种手段可以解决服务雪崩，分别是 服务熔断和服务降级。

服务熔断

什么是服务熔断

当下游服务器某些原因导致服务不用或请求变慢或失败时，上游服务为了保护系统整体的可用性，可以暂时切断对下游服务的调用，直接返回，快速释放资源。直到目标服务情况好转则恢复调用。

目前熔断器有，阿里出的 Sentinel，Netfilx 的 Hystrix 和 基于 Hystrix 实现的 Spring Cloud Hystrix。

熔断设计的模块

熔断设计有三个模块：熔断请求判断算法、熔断恢复机制、熔断报警。

熔断请求判断算法：使用无锁循环队列计数，每个熔断器默认维护 10 个 bucket，每 1 秒一个 bucket，每个 blucket 记录请求的成功、失败、超时、拒绝的状态，默认错误超过 50% 且 10 秒内超过 20 个请求进行中断拦截。

熔断恢复：对于被熔断的请求，每隔 5s 允许部分请求通过，若请求都是健康的（RT<250ms）则对请求健康恢复。

熔断报警：对于熔断的请求打日志，异常请求超过某些设定则报警。

熔断器状态

1、初始状态，服务器无故障时，熔断器处于 closed 状态；

2、固定时间内（Hystrix 默认是 10 秒），接口调用出错比率达到一个阈值时（ Hystrix 默认为 50%），会进入熔断open 开启状态。进行熔断状态后，后续调用该服务的请求不再经过网络，直接执行本地的 fallback 方法；

3、在进入熔断开启状态一段时间之后（Hystrix 默认是 5 秒），熔断器会进入 half-open 半熔断状态。所谓半熔断就是尝试恢复服务调用，允许有限的流量调用该服务，并监控调用成功率。如果成功率达到预期，则说明服务已恢复，进入熔断关闭状态；如果成功率仍旧很低，则重新进入熔断开启状态。

4、在尝试一段时间后，服务还没有恢复，则进入本地的服务降级的逻辑处理。

怎么理解熔断器呢？把它看做是一个保险丝，

服务降级

服务降级一般是在服务器压力剧增的情况下，根据实际情况以及流量，对一些非核心服务进行有策略的延迟使用或暂停使用，从而释放服务器资源，保证重要服务的可用。

简单地说，就是在高并发情况下，系统资源是有限的，非核心业务让道核心业务，优先保证核心业务的使用。

服务降级所考虑的问题：

• 核心和非核心业务；
• 是否支持降级，降级策略；
• 业务放通的场景，策略。

降级分类

• 按照是否自动化分为：自动开关降级和人工开关降级。
• 按照功能分为：读服务降级、写服务降级。
• 按照处于系统层次分为：多级降级。

降级策略

• 限流降级；
• 熔断降级；
• 页面拒绝服务：页面提示由于服务繁忙此服务暂停；
• 延迟持久化：页面访问照常，但是涉及记录变更，会提示稍晚能看到结果，将数据记录到异步队列或 log，服务恢复后执行。

降级与熔断之间的区别

触发原因不一样：服务熔断一般是某个服务故障引起；而服务降级一般是从整理负载情况考虑；

熔断可以理解成实现服务降级的一种手段：进入熔断后，后续对该服务的调用不再经过网络，直接执行本地默认方法，从而达到服务降级的效果。

怎么实现自动降级

超时降级：配置超时时间和重试次数，并使用异步探测机制探测恢复情况；

失败次数降级：对于不稳定的 API，当失败次数达到一定阈值时进行自动降级，需要使用异步探测恢复情况；

故障降级：若远程服务器不可用（网络故障、DNS 故障、HTTP 服务返回错误的状态码和 RPC 服务抛出异常），可以降级；

限流降级：触发限流机制时，可以使用暂时屏蔽的方式来进行短暂的屏蔽。

理解这些概念，对后续实现时才不会晕头转向，这是什么意思，那是什么意思。本篇文章只是进行简单的学习。详细的学习需要自己去琢磨了。

我是温新，本篇文章到此结束。