Spring Cloud Java Hystrix

Spring Cloud -- Hystrix服務降級(Service端)

黃翰暉 Jacob Huang 2021/11/26 17:00:00

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前言

上一篇分享完Openfeign後，相信大家的MicroService已經越來越多了，接下來要為大家分享Spring Cloud的下一個功能：Hystrix。不過在分享前，我們需要先探討一個分布式系統必須面臨的問題。

分布式系統所面臨的問題

首先，我們先來看下圖

上圖是一個微服務做調用的示意圖，從圖中我們可以看到User端在調用微服務時，需同時調用不只一個Service，如果都能順利的正常調用，則可以完成本次的Request，這就是所謂微服務的"扇出"，不過一旦扇出中間有一個Service出現超時或是不可用時，對該Service的調用就會占用越來越多，進而引發系統崩潰，造成所謂的"雪崩效應"。

Hystrix服務

為了避免系統產生雪崩效應，應將出錯的Service與正常的Service做出隔離處置，並維持整個分布式系統仍然能夠運行，Hystrix就是一個用於處理分布式系統的延遲及容錯的開源庫，在分布式系統中，有非常多的依賴不可避免的會調用失敗(Time out、Exception)，Hyxtrix能夠保證在一個依賴出問題的狀況下，不會導致整體服務失敗，避免服務雪崩，提高分布式系統的彈性。

Hystrix的原理就像是一種"熔斷保險絲"開關裝置，在發生錯誤時，向調用方返回一個符合預期的、可處理的回應，而非讓系統長時間等待或拋出無法處理的異常，保證了後台服務端的Thread不會被長時間占用、不必要的佔用，避免了一個故障導致整個分布式系統的服務中斷，進而服務雪崩。

Hystrix的服務共分三種：服務降級(fallback)、服務熔斷(break)、服務限流(flow)，接下來會一一的與大家做分享。

Hystrix服務降級(fallback)

服務降級會出現的時機有：

1. 程序運行異常

2. 超時(Time out)

3. 服務熔斷觸發服務降級

4. 執行緒池/信號量打滿

接下來，我們開始構建一個服務來演示

1. 首先，我們將eureka的7001做一個修正，使他暫時成為單機版的功能

2. 新建一個project，在pom中加入我們Hystrix的包

3. 在resources中建立application.yml，內容如下

4. 建立入口class

5. 接下來，我們做一個service，裡面有兩個方法，分別是正常執行的paymentInfo_OK及會出現錯誤的paymentInfo_TimeOut

6. 做一個controller來返回測試的值

7. 執行Eureka7001、PaymentHystrix8001，並在網頁上確認Eureka有註冊成功 (http://eureka7001.com:7001/)

8. 先試試正常程序 http://localhost:8001/payment/hystrix/ok/31 顯示如下

9. 再來，我們測試需要執行3秒的程序 http://localhost:8001/payment/hystrix/timeout/31，也能順利執行

10. 再來，我們使用Jmeter這個工具來做壓力測試，使用方式剛剛好我們昕力大學有XDDDD，附上連結 https://www.tpisoftware.com/tpu/articleDetails/1705，我們設定200個Thread、共執行20000次。

11. 執行之後我們回到 http://localhost:8001/payment/hystrix/ok/31，會發現執行時間從本來秒回，變成需轉很多圈圈才回應，這是因為tomcat中默認的執行緒池已被打滿，沒有多餘的執行緒來分憂解勞，當然，這只是自測，如果更多Request(加入消費端)，將會讓這個速度拖得更慢，形成Timeout。

為了避免上述的事情發生，我們必須要在狀況發生的時候讓服務降級，服務降級有3個時機點：

(1). Service端Timeout，Client端需服務降級

(2). Service端當機、Client端需服務降級

(3). Service端ok，但Client端出現故障或Timeout，需服務降級

因此，我們需要在程式中加一些東西，請繼續往下看~

12. 回到hystrix-payment8001，我們在PaymentService中寫一個 paymentInfo_TimeOutHandler method，代表如果發生錯誤時的回應，再來在timeout method中加上一個 @HystrixCommand ，這個設定的意思是當timeout method發生錯誤時，Hystrix將會自動執行 paymentInfo_TimeOutHandler 這隻程式，不會等待造成系統資源浪費導致崩潰，如下圖(我們將timeNumber設定為5秒來測試)：

13. PaymentHystrix的入口部份我們加上 @EnableCircuitBreaker 來使 hystrix產生作用

14. 完成後啟動Eureka7000、PaymentHystrixMain8001 ，我們的業務邏輯為超過3秒即判斷為Timeout，進入 http://localhost:8001/payment/hystrix/timeout/31，可以發現當API執行超過3秒後，自動丟回 paymentInfo_TimeOutHandler 的方法，使系統保持運作正常。