熔断机制是什么意思

时间：2023-12-04 12:23:04    阅读：123

　

1. 什么是熔断机制?

熔断机制（Circuit Breaker）是一种应对高并发或故障的技术，专门用于保护系统不崩溃，同时也可降低请求失败的响应时间。熔断机制是由Michael T.Nygard在他的书《Release It!》中提出的。指的是，在调用失败率达到一定阈值时，自动切断服务请求的发送，直接返回告警或是备用数据，等待故障恢复后再重试。

1.1 熔断器的三个状态

熔断机制的出发点是对一些不稳定的或常出现故障的服务进行保护，以提高系统稳定性。熔断器由三个状态构成：关闭状态、开启状态、半开状态。

关闭状态：表示服务可用，当前没有超时或错误的请求

开启状态：表示服务不可用，当前请求会被熔断

半开状态：表示开启状态经过一段时间后，熔断器会进入半开状态，如果当前请求成功，那么熔断器会恢复，否则会重新进入开启状态

1.2 熔断器的触发条件

熔断器的触发条件通常由以下三个因素中的任意一个或多个决定:

错误率阈值：在一段时间内，调用失败的次数占全部请求量的比例

请求次数阈值：在一段时间内，不同于错误率，请求总数超过指定的阈值时触发熔断

时间窗口期：熔断器打开持续的时间，超过时间后自动进入半开状态

2. 熔断机制的实现

2.1 熔断器的设计原则

一个熔断器的设计需要满足下面几个原则:

可自适应：根据实际情况，自动调整错误率阈值、请求阈值、时间窗口期等熔断条件

可配置性：由系统管理员来配置错误率阈值、请求阈值和时间窗口等参数来满足业务需求

可视化：系统管理员可以通过熔断器的WEB界面来实时查看熔断器的状态、熔断器的熔断条件以及最近故障的历史记录

2.2 使用熔断器的更佳实践

在实践中，使用熔断器需要注意以下几点:

合理配置阈值：需要根据实际情况对熔断器的阈值进行调优，不合理的阈值会导致熔断机制的频繁触发，降低系统性能

及时检查问题原因：熔断机制触发后，需要及时检查原因，并根据情况进行修正或升级

局部使用：通常，将熔断机制应用到特定的服务或特定类型的服务上，不要在所有服务上使用

3. 熔断器实现的例子

现在在业界有许多成熟的熔断器实现，如Netflix Hystrix和Alibaba Sentinel。下面我们以Netflix Hystrix为例，简单介绍如何使用它来实现熔断机制：

3.1 Netflix Hystrix的基本概念

Netflix Hystrix是Netflix开源的一个容错和熔断框架，主要为分布式系统提供保护机制。它可以防止整个分布式系统因一个依赖服务的延迟或故障而崩溃，同时也可以降低请求失败的响应时间。

3.2 Netflix Hystrix的实现

引入Hystrix的方式通常是通过构建的方式，将Hystrix和应用程序一起打包部署

首先，我们需要定义调用的服务，如下所示：



public interface UserService {


    @GET


    @Path("/users/{id}")


    public User findUserById(@PathParam("id") Long id);


}

然后，我们对UserService进行包装，并在包装类中配置Hystrix Command的相关参数，代码如下所示：



public class UserServiceImpl implements UserService {


    private final HystrixCommand.Setter hystrixCommandSetter;


    public UserServiceImpl(HystrixCommand.Setter hystrixCommandSetter) {


        this.hystrixCommandSetter = hystrixCommandSetter;


    }


    public User findUserById(Long id) {


        return new UserServiceCommand(hystrixCommandSetter, id).execute();


    }


}

最后，我们需要为UserServiceCommand实现HystrixCommand，定义我们所需的熔断条件：



public class UserServiceCommand extends HystrixCommand {


    private final Long id;


    private UserService userService;


    public UserServiceCommand(Setter setter, Long id) {


        super(setter);


        this.id = id;


        this.userService = new UserServiceImpl(RestClientBuilder.newBuilder()


            .withServerUrl("http://localhost:8080")


            .build(UserService.class));


    }


    @Override


    protected User run() {


        return userService.findUserById(id);


    }


    @Override


    protected User getFallback() {


        return new User("defaultUser", 0);


    }


    @Override


    protected String getCacheKey() {


        return String.valueOf(id);


    }


}

4. 总结

熔断机制是一种用于保护系统不至于由于高并发或故障而崩溃的技术，它通过判断错误率阈值、请求阈值和时间窗口期的方式自动切断服务请求的发送，直接返回告警或是备用数据，等待故障恢复后再重试。为了实现熔断机制的实际应用，我们需要依据熔断器的设计原则和使用熔断器的更佳实践进行调试和优化。Netflix Hystrix是业界比较成熟的一个熔断器实现，使用简单且功能强大。

关键词： 熔断机制