Hystrix：Spring Cloud服务熔断与降级组件（非常详细）

在微服务架构中，一个应用往往由多个服务组成，这些服务之间相互依赖，依赖关系错综复杂。

例如一个微服务系统中存在 A、B、C、D、E、F 等多个服务，它们的依赖关系如下图。

通常情况下，一个用户请求往往需要多个服务配才能完成。如图 1 所示，在所有服务都处于可用状态时，请求 1 需要调用 A、D、E、F 四个服务才能完成，请求 2 需要调用 B、E、D 三个服务才能完成，请求 3 需要调用服务 C、F、E、D 四个服务才能完成。

当服务 E 发生故障或网络延迟时，会出现以下情况：

1. 即使其他所有服务都可用，由于服务 E 的不可用，那么用户请求 1、2、3 都会处于阻塞状态，等待服务 E 的响应。在高并发的场景下，会导致整个服务器的线程资源在短时间内迅速消耗殆尽。

2. 所有依赖于服务 E 的其他服务，例如服务 B、D 以及 F 也都会处于线程阻塞状态，等待服务 E 的响应，导致这些服务的不可用。

3. 所有依赖服务B、D 和 F 的服务，例如服务 A 和服务 C 也会处于线程阻塞状态，以等待服务 D 和服务 F 的响应，导致服务 A 和服务 C 也不可用。

从以上过程可以看出，当微服务系统的一个服务出现故障时，故障会沿着服务的调用链路在系统中疯狂蔓延，最终导致整个微服务系统的瘫痪，这就是“雪崩效应”。为了防止此类事件的发生，微服务架构引入了“熔断器”的一系列服务容错和保护机制。

熔断器

熔断器（Circuit Breaker）一词来源物理学中的电路知识，它的作用是当线路出现故障时，迅速切断电源以保护电路的安全。

在微服务领域，熔断器最早是由 Martin Fowler 在他发表的 《Circuit Breaker》一文中提出。与物理学中的熔断器作用相似，微服务架构中的熔断器能够在某个服务发生故障后，向服务调用方返回一个符预期的、可处理的降级响应（FallBack），而不是长时间的等待或者抛出调用方无法处理的异常。这样就保证了服务调用方的线程不会被长时间、不必要地占用，避免故障在微服务系统中的蔓延，防止系统雪崩效应的发生。

Spring Cloud Hystrix 

Spring Cloud Hystrix 是一款优秀的服务容错与保护组件，也是 Spring Cloud 中最重要的组件之一。

Spring Cloud Hystrix 是基于 Netflix 公司的开源组件 Hystrix 实现的，它提供了熔断器功能，能够有效地阻止分布式微服务系统现联动故障，以提高微服务系统的弹性。Spring Cloud Hystrix 具有服务降级、服务熔断、线程隔离、请求缓存、请求并以及实时故障监控等强大功能。

Hystrix [hɪst'rɪks]，中文含义是豪猪，豪猪的背上长满了棘刺，使它拥有了强大的自我保护能力。而 Spring Cloud Hystrix 作为一个服务容错与保护组件，也可以让服务拥有自我保护的能力，因此也有人将其戏称为“豪猪哥”。

在微服务系统中，Hystrix 能够帮助我们实现以下目标：

• 保护线程资源：防止单个服务的故障耗尽系统中的所有线程资源。
• 快速失败机制：当某个服务发生了故障，不让服务调用方一直等待，而是直接返回请求失败。
• 提供降级（FallBack）方案：在请求失败后，提供一个设计好的降级方案，通常是一个兜底方法，当请求失败后即调用该方法。
• 防止故障扩散：使用熔断机制，防止故障扩散到其他服务。
• 监控功能：提供熔断器故障监控组件 Hystrix Dashboard，随时监控熔断器的状态。

Hystrix 服务降级

Hystrix 提供了服务降级功能，能够保证当前服务不受其他服务故障的影响，提高服务的健壮性。

服务降级的使用场景有以下 2 种：

• 在服务器压力剧增时，根据实际业务情况及流量，对一些不重要、不紧急的服务进行有策略地不处理或简单处理，从而释放服务器资源以保证核心服务正常运作。

• 当某些服务不可用时，为了避免长时间等待造成服务卡顿或雪崩效应，而主动执行备用的降级逻辑立刻返回一个友好的提示，以保障主体业务不受影响。

我们可以通过重写 HystrixCommand 的 getFallBack() 方法或 HystrixObservableCommand 的 resumeWithFallback() 方法，使服务支持服务降级。

Hystrix 服务降级 FallBack 既可以放在服务端进行，也可以放在客户端进行。

Hystrix 会在以下场景下进行服务降级处理：

• 程序运行异常

• 服务超时

• 熔断器处于打开状态

• 线程池资源耗尽

示例1

下面我们就通过一个案例，分别演示下 Hystrix 服务端服务降级和客户端服务降级。

服务端服务降级

1. 在主工程 spring-cloud-demo2 下创建一个名为 micro-service-cloud-provider-dept-hystrix-8004 的服务提供者，并在其 pom.xml 中添加以下依赖。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache网站站点" rel="nofollow"  />    
spring:
application:
name: microServiceCloudProviderDeptHystrix  #微服务名称，对外暴漏的微服务名称，十分重要
server:
port: 8004
########################################### Spring cloud 自定义服务名称和 ip 地址###############################################
eureka:
client: #将客户端注册到 eureka 服务列表内
service-url:
#defaultZone: http://eureka7001:7001/eureka  #这个地址是 7001注册中心在 application.yml 中暴露出来额注册地址 （单机版）
defaultZone: http://eureka700网站站点" rel="nofollow"  />    
package net.biancheng.c.service;
public interface DeptService {
// hystrix 熔断器示例 ok
public String deptInfo_Ok(Integer id);
//hystrix 熔断器超时案例
public String deptInfo_Timeout(Integer id);
}

4. 在 net.biancheng.c.service.impl 包下，创建 DeptService 接口的实现类 DeptServiceImpl，代码如下。

package net.biancheng.c.service.impl;
import com网站站点" rel="nofollow"  />  
package net.biancheng.c.controller;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import net.biancheng.c.service.DeptService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
@RestController
@Slf4j
public class DeptController {
@Autowired
private DeptService deptService;
@Value("${server.port}")
private String serverPort;
@RequestMapping(value = "/dept/hystrix/ok/{id}")
public String deptInfo_Ok(@PathVariable("id") Integer id) {
String result = deptService.deptInfo_Ok(id);
log.info("端口号：" + serverPort + " result:" + result);
return result + "，   端口号：" + serverPort;
}
// Hystrix 服务超时降级
@RequestMapping(value = "/dept/hystrix/timeout/{id}")
public String deptInfo_Timeout(@PathVariable("id") Integer id) {
String result = deptService.deptInfo_Timeout(id);
log.info("端口号：" + serverPort + " result:" + result);
return result + "，   端口号：" + serverPort;
}
}

6. 在 micro-service-cloud-provider-dept-hystrix-8004 的主启动类上，使用 @EnableCircuitBreaker 注解开启熔断器功能，代码如下。

package net.biancheng.c;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.circuitbreaker.EnableCircuitBreaker;
import org.springframework.cloud网站站点" rel="nofollow"  />  
图2：Hystrix 正常服务案例