（5）.NET CORE微服务 Micro-Service ---- 熔断降级（Polly）

一、 什么是熔断降级

熔断就是“保险丝”。当出现某些状况时，切断服务，从而防止应用程序不断地尝试执行可能会失败的操作给系统造成“雪崩”，或者大量的超时等待导致系统卡死。

降级的目的是当某个服务提供者发生故障的时候，向调用方返回一个错误响应或者替代响应。举例子：调用联通接口服务器发送短信失败之后，改用移动短信服务器发送，如果移动短信服务器也失败，则改用电信短信服务器，如果还失败，则返回“失败”响应；在从推荐商品服务器加载数据的时候，如果失败，则改用从缓存中加载，如果缓存中也加载失败，则返回一些本地替代数据。

二、 Polly 简介

.Net Core 中有一个被.Net 基金会认可的库 Polly，可以用来简化熔断降级的处理。主要功能：重试（Retry）；断路器（Circuit-breaker）；超时检测（Timeout）；缓存（Cache）；降级（FallBack）；

官网：https://github.com/App-vNext/Polly

介绍文章：https://www.cnblogs.com/CreateMyself/p/7589397.html

Nuget安装指令：Install-Package Polly -Version 6.0.1

Polly 的策略由“故障”和“动作”两部分组成，“故障”包括异常、超时、返回值错误等情况，“动作”包括 降级（FallBack）、重试（Retry）、熔断（Circuit-breaker）等。

策略用来执行可能会有有故障的业务代码，当业务代码出现“故障”中情况的时候就执行“动作”。

由于实际业务代码中故障情况很难重现出来，所以 Polly 这一些都是用一些无意义的代码模拟出来。

Polly 也支持请求缓存“数据不变化则不重复自行代码”，但是和新版本兼容不好，而且功能局限性很大，因此这里不讲。

由于调试器存在，看不清楚 Polly 的执行过程，因此本节都用【开始执行（不调试）】

三、Polly简单使用

使用Policy的静态方法创建ISyncPolicy实现类对象，创建方法既有同步方法也有异步方法，根据自己的需要选择。下面先演示同步的，异步的用法类似。

举例：当发生ArgumentException异常的时候，执行Fallback代码。

Policy policy = Policy
.Handle<ArgumentException>() //故障
.Fallback(() =>//动作
{
　　Console.WriteLine("执行出错");
});
policy.Execute(() => {//在策略中执行业务代码
//这里是可能会产生问题的业务系统代码
Console.WriteLine("开始任务");　　throw new ArgumentException("Hello world!");
　　Console.WriteLine("完成任务");
});
Console.ReadKey();

如果没有被Handle处理的异常，则会导致未处理异常被抛出。

还可以用Fallback的其他重载获取异常信息：

Policy policy = Policy
.Handle<ArgumentException>() //故障
.Fallback(() =>//动作
{
　　Console.WriteLine("执行出错");
},ex=> {
　　Console.WriteLine(ex);
});
policy.Execute(() => {
　　//在策略中执行业务代码
　　//这里是可能会产生问题的业务系统代码
　　Console.WriteLine("开始任务1");
　　throw new ArgumentException("Hello1 world!");
　　Console.WriteLine("完成任务");
});

如果Execute中的代码是带返回值的，那么只要使用带泛型的Policy<T>类即可：

Policy<string> policy = Policy<string>
.Handle<Exception>() //故障
.Fallback(() =>//动作
{
　　Console.WriteLine("执行出错");        
　　return "降级的值";
});
string value = policy.Execute(() => {
　　Console.WriteLine("开始任务");
　　throw new Exception("Hello world!");
　　Console.WriteLine("完成任务");
　　return "正常的值";
});
Console.WriteLine("返回值："+value);

FallBack的重载方法也非常多，有的异常可以直接提供降级后的值。

(*)异常中还可以通过lambda表达式对异常判断“满足***条件的异常我才处理”，简单看看试试重载即可。还可以多个Or处理各种不同的异常。

(*)还可以用HandleResult等判断返回值进行故障判断等，我感觉没太大必要。

四、重试处理

Policy policy = Policy
.Handle<Exception>()
.RetryForever();
policy.Execute(() => {
    Console.WriteLine("开始任务");
    if (DateTime.Now.Second % 10 != 0)
    {
        throw new Exception("出错");
    }
    Console.WriteLine("完成任务");
});    

RetryForever()是一直重试直到成功

Retry()是重试最多一次；

Retry(n) 是重试最多n次；

WaitAndRetry()可以实现“如果出错等待100ms再试还不行再等150ms秒。。。。”，重载方法很多，不再一一介绍。还有WaitAndRetryForever。

五、  短路保护 Circuit Breaker

　　出现N次连续错误，则把“熔断器”（保险丝）熔断，等待一段时间，等待这段时间内如果再Execute 则直接抛出BrokenCircuitException异常，根本不会再去尝试调用业务代码。等待时间过去之后，再执行Execute的时候如果又错了（一次就够了），那么继续熔断一段时间，否则就恢复正常。

这样就避免一个服务已经不可用了，还是使劲的请求给系统造成更大压力。

Policy policy = Policy
.Handle<Exception>()
.CircuitBreaker(6,TimeSpan.FromSeconds(5));//连续出错6次之后熔断5秒(不会再去尝试执行业务代码）。
 while(true)
{
    Console.WriteLine("开始Execute");
    try
    {
        policy.Execute(() => {
            Console.WriteLine("开始任务");
            throw new Exception("出错");
            Console.WriteLine("完成任务");
        });
    }
    catch(Exception ex)
    {
        Console.WriteLine("execute出错"+ex);
    }
    Thread.Sleep(500);
} 

其计数的范围是policy对象，所以如果想整个服务器全局对于一段代码做短路保护，则需要共用一个policy对象。

六、策略封装，包裹Warp

可以把多个ISyncPolicy合并到一起执行：

policy3= policy1.Wrap(policy2);

执行policy3就会把policy1、policy2封装到一起执行。

Policy的静态方法Wrap可以把更多的policy一起封装：

policy9=Policy.Wrap(policy1, policy2, policy3, policy4, policy5);

七、超时处理

这些处理不能简单的链式调用，要用到Wrap。例如下面实现“出现异常则重试三次，如果还出错就FallBack”这样是不行的

Policy policy = Policy.Handle<Exception>().Retry(3).Fallback(()=> { Console.WriteLine("执行出错"); });//这样不行，系统会直接报错

注意Wrap是有包裹顺序的，内层的故障如果没有被处理则会抛出到外层。

下面代码实现了“出现异常则重试三次，如果还出错就FallBack”

Policy policyRetry = Policy.Handle<Exception>().Retry(3); //出现异常重试三次
Policy policyFallback = Policy
.Handle<Exception>()
.Fallback(()=> {
    Console.WriteLine("降级");
});
//Wrap：包裹。policyRetry在里面，policyFallback裹在外面。
//如果里面出现了故障，则把故障抛出来给外面
Policy policy = policyFallback.Wrap(policyRetry);
policy.Execute(()=> {
    Console.WriteLine("开始任务");
    if (DateTime.Now.Second % 10 != 0)
    {
　　    throw new Exception("出错");
    }
　　Console.WriteLine("完成任务");
});

运行结果：

Timeout是定义超时故障，如果超时会抛出TimeoutRejectedException异常。

Policy policy = Policy.Timeout(3, TimeoutStrategy.Pessimistic);// 创建一个3秒钟（注意单位）的超时策略。

Timeout生成的Policy要和其他Policy一起Wrap使用。

超时策略一般不能直接用，而是和其他封装到一起用：

Policy policy = Policy
.Handle<TimeoutRejectedException>()  //定义所处理的故障
.Fallback(() =>
{
    Console.WriteLine("降级");
});
policy = policy.Wrap(Policy.Timeout(2,TimeoutStrategy.Pessimistic));
policy.Execute(()=> {
    Console.WriteLine("开始任务");
    Thread.Sleep(5000);
    Console.WriteLine("完成任务");
});

执行结果：

上面的代码就是如果执行超过2秒钟，则直接Fallback。  这个的用途：请求网络接口，避免接口长期没有响应造成系统卡死。

八、Polly 的异步用法

所有方法都用Async方法即可，Handle由于只是定义异常，所以不需要异常方法：

带返回值的例子：

Policy<byte[]> policy = Policy<byte[]>
.Handle<Exception>()
.FallbackAsync(async c => {
    Console.WriteLine("降级");
    return new byte[0];
},async r=> {
    Console.WriteLine(r.Exception);
});
policy = policy.WrapAsync(
　　Policy.TimeoutAsync(2, TimeoutStrategy.Pessimistic, async(context, timespan, task) =>
　　{
    　　Console.WriteLine("timeout");
　　})
);
var bytes = await policy.ExecuteAsync(async () => {
    Console.WriteLine("开始任务");
    HttpClient httpClient = new HttpClient();
    var result = await httpClient.GetByteArrayAsync("http://static.rupeng.com/upload/chatimage/20183/07EB793A4C247A654B31B4D14EC64BCA.png");
    Console.WriteLine("完成任务");
    return result;
});
Console.WriteLine("bytes长度"+bytes.Length);

执行结果：

没返回值的例子：

Policy policy = Policy
.Handle<Exception>()
.FallbackAsync(async c => {
    Console.WriteLine("降级");
},async ex=> {//对于没有返回值的，这个参数直接是异常
    Console.WriteLine(ex);
});
policy = policy.WrapAsync(Policy.TimeoutAsync(3, TimeoutStrategy.Pessimistic, async(context, timespan, task) =>
{
    Console.WriteLine("timeout");
}));
await policy.ExecuteAsync(async () => {
    Console.WriteLine("开始任务");
    await Task.Delay(5000);//注意不能用Thread.Sleep(5000);
    Console.WriteLine("完成任务");
});

执行结果：