断路器-Hystrix的深入了解

前言

　　高可用相关的技术以及架构，对于大型复杂的分布式系统，是非常重要的。而高可用架构中，非常重要的一个环节，就是如何将分布式系统中的各个服务打造成高可用的服务，从而足以应对分布式系统环境中的各种各样的问题，比如服务间的调用超时，或者服务间的调用失败，避免整个分布式系统被某个服务的故障给拖垮。而要解决这些棘手的分布式系统可用性问题，就涉及到了高可用分布式系统中的很多重要的技术，包括资源隔离，限流与过载保护，熔断，优雅降级，容错，超时控制，监控运维，等等。而行业中大部分的朋友，对高可用系统架构以及相关的技术并没有太多的了解，这也成为了你设计一个复杂的高可用系统架构，或者面试高阶Java职位时的一个重要阻碍。

　　在行业中，实现高可用架构的非常流行和重要的框架就是Hystrix，是国外知名的视频网站Netflix所开源的。Hystrix能够完美的解决分布式系统架构中，打造高可用服务面临的一系列技术难题，包括资源隔离，限流与过载保护，熔断，优雅降级，容错，超时控制，监控运维等等。

断路器-Hystrix的深入了解

工作流程（参考：https://github.com/Netflix/Hystrix/wiki/How-it-Works）

1、 创建一个 HystrixCommand 或 HystrixObservableCommand 实例

第一步就是构建一个 HystrixCommand 或 HystrixObservableCommand 实例来向其它组件发出操作请求，通过构造方法来创建实例。

HystrixCommand：返回一个单响应

HystrixObservableCommand：返回一个观察者发出的响应

2、 执行方法

这里有4个方法，前两个只适用于 HystrixCommand 不适用于 HystrixObservableCommand

execute()：阻塞型方法，返回单个结果（或者抛出异常）

queue()：异步方法，返回一个 Future 对象，可以从中取出单个结果（或者抛出异常）

• observe()：返回Observable 对象

toObservable()：返回Observable 对象

3、 缓存判断

检查缓存内是否有对应指令的结果，如果有的话，将缓存的结果直接以 Observable 对象的形式返回

 

4、 断路器判断

检查Circuit Breaker的状态。如果Circuit Breaker的状态为开启状态，Hystrix将不会执行对应指令，而是直接进入失败处理状态（图中8）。如果Circuit Breaker的状态为关闭状态，Hystrix会继续执行（图5）

5、 线程池、任务队列、信号量的检查

确认是否有足够的资源执行操作指令。当线程池和队列（或者是信号量，当不使用线程池隔离模式的时候）资源满的时候，Hystrix将不会执行对应指令并且会直接进入失败处理状态（图8）

6、 HystrixObservableCommand.construct() 和 HystrixCommand.run()

如果资源充足，Hystrix将会执行操作指令。操作指令的调用最终都会到这两个方法：

HystrixCommand.run()：返回一个响应或者抛出一个异常

HystrixObservableCommand.construct()：返回一个可观测的发出响应(s)或发送一个onError通知

如果执行指令的时间超时，执行线程会抛出 TimeoutException 异常。Hystrix会抛弃结果并直接进入失败处理状态。如果执行指令成功，Hystrix会进行一系列的数据记录，然后返回执行的结果。

7、 统计断路器的健康情况

Hystrix会根据记录的数据来计算失败比率，一旦失败比率达到某一阈值将自动开启Circuit Breaker

 

8、 回退

如果我们在Command中实现了HystrixCommand.getFallback()方法（或HystrixObservableCommand. resumeWithFallback() 方法，Hystrix会返回对应方法的结果。如果没有实现这些方法的话，仍然 Hystrix会返回一个空的 Observable 对象，并且可以通过 onError 来终止并处理错误。

调用不同的方法返回不同的结果：

execute()： 将会抛出异常

queue()： 将会返回一个Future 对象，如果调用它的get()方法将会抛出异常

• observe()和 toObservable()：都会返回上述的 Observable 对象

9、 返回成功

如果Hystrix执行成功，返回的响应取决于在步骤2中调用命令。

execute()：阻塞型方法，返回单个结果（或者抛出异常）

queue()：异步方法，返回一个 Future 对象，可以从中取出单个结果（或者抛出异常）

• observe()：返回Observable 对象

toObservable()：返回Observable 对象

断路器的工作原理

断路器开启或者关闭的条件：

1、  当满足一定的阀值的时候（默认10秒内超过20个请求次数）

2、  当失败率达到一定的时候（默认10秒内超过50%的请求失败）

3、  到达以上阀值，断路器将会开启

4、  当开启的时候，所有请求都不会进行转发

5、  一段时间之后（默认是5秒），这个时候断路器是半开状态，会让其中一个请求进行转发。如果成功，断路器会关闭，若失败，继续开启。重复4和5。

HystrixCircuitBreaker源码分析

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