Hystrix熔断降级组件学习

本文主要是介绍Hystrix熔断降级组件学习，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、Hystrix是什么？

Hystrix是由Netflix开源的一个容错框架，主要用于处理分布式系统中的故障和延迟，以提高系统的弹性和稳定性。它通过服务降级、服务熔断、依赖隔离和实时监控等功能，在复杂的分布式系统中提供断路器模式来阻止级联失败，并提供回退机制来增强系统的弹性。

在微服务架构中，服务间的调用变得非常频繁和复杂。当某个服务出现故障时，如果不加以控制，很容易引发级联故障，导致整个系统崩溃。Hystrix通过服务降级、熔断和依赖隔离等机制，有效防止了这种情况的发生，提高了系统的稳定性和可靠性。

二、Hystrix的作用

Hystrix是Netflix开源的一个服务隔离组件，主要用于处理分布式系统的延迟和容错。它具备以下主要功能：

1. 熔断器模式：当某个服务的失败率达到一定阈值时，Hystrix会自动触发熔断，阻止对该服务的进一步请求，从而避免系统资源的无谓消耗。
2. 服务降级：在熔断器开启后，Hystrix会执行服务降级逻辑，返回预设的默认值或缓存数据，以保证服务的部分可用性。
3. 资源隔离：通过线程池或信号量对服务调用进行隔离，限制任何一个依赖的影响范围，防止单个服务故障耗尽整个系统的资源。
4. 实时监控与告警：提供近实时的监控和告警功能，帮助开发者及时发现并解决问题。

三、Spring Cloud整合Hystrix代码示例

3.1. 添加依赖

首先，需要在项目的构建文件（如Maven或Gradle）中添加Hystrix的依赖项。以Maven为例：

<dependency>  <groupId>org.springframework.cloud</groupId>  <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>  <version>2.2.5.RELEASE</version>  
</dependency>

3.2. 启用Hystrix

在Spring Boot的主类或配置类上添加@EnableHystrix注解来启用Hystrix。

3.3. 定义服务调用

在服务调用时，使用@HystrixCommand注解来标记需要容错处理的方法，并指定一个回退方法（fallback method）。

@RestController  
@RequestMapping("/api")  
public class MyController {  @Autowired  private MyService myService;  @GetMapping("/user/test")  @HystrixCommand(fallbackMethod = "sayHelloFallBack")public String testUser(@RequestParam Integer userId) {  return myService.getUserInfo(userId);  }  public String sayHelloFallBack(Integer userId) {  return "Service is down, please try again later.";  }  
}  @Service  
public class MyService {  @Autowired  private RestTemplate restTemplate;  public String getUserInfo(Integer userId) {  // 假设这里调用远程服务  String url = "http://example.com/api/users/{userId}";  return restTemplate.getForObject(url, String.class, userId);  }  
}

四、熔断器仪表盘

在Spring Cloud中整合Hystrix Dashboard来监控微服务中的Hystrix熔断器状态是一个常见的做法。以下是一个简单的示例，展示如何将Hystrix Dashboard与Spring Cloud应用整合起来。

4.1. 添加依赖

首先，确保你的Spring Boot项目中已经添加了Spring Cloud Starter Hystrix和Spring Cloud Starter Hystrix Dashboard的依赖。以下是一个Maven示例：

  
<!-- Spring Cloud Hystrix Dashboard -->  
<dependency>  <groupId>org.springframework.cloud</groupId>  <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix-dashboard</artifactId>  <version>2.2.5.RELEASE</version>  
</dependency>

注意：替换你的Spring Cloud版本为你项目中实际使用的Spring Cloud版本。

4.2. 启用Hystrix Dashboard

在你的Spring Boot应用的主类或配置类上添加@EnableHystrixDashboard注解来启用Hystrix Dashboard。

4.3. 访问Dashboard(仪表盘)

在Spring Cloud中，Hystrix会自动注册一个/hystrix.stream端点，启动你的Spring Boot应用，并访问Hystrix Dashboard的URL（通常是http://ip:port/hystrix）

在Dashboard页面上，输入你的Metrics Stream的URL（例如，http://ip:port/hystrix.stream），然后点击“Monitor Stream”按钮。

比如我的应用是127.0.0.1:8801/hystrix.stream

上述请求报错，是因为hystrix整合springBoot 2.0以及之后的版本需要额外配置一些东西（Hystrix 目前处于停更维护阶段，springCloud 整合限流组件更常见的是Sentinel）

配置yaml

指定哪些主机地址的Hystrix.stream可以被Hystrix Dashboard访问。这是出于安全考虑，防止未授权的访问尝试，从而保护系统的敏感信息和运行数据。

hystrix:dashboard:proxyStreamAllowList: localhost,127.0.0.1

注册Metric servlet

如果我们的SpringBoot是2.0以后版本，然后需要添加 ServletRegistrationBean 因为springboot的默认路径不是 “/hystrix.stream”。

  @Beanpublic ServletRegistrationBean getServlet() {HystrixMetricsStreamServlet streamServlet = new HystrixMetricsStreamServlet();ServletRegistrationBean registrationBean = new ServletRegistrationBean(streamServlet);registrationBean.setLoadOnStartup(1);registrationBean.addUrlMappings("/hystrix.stream");registrationBean.setName("HystrixMetricsStreamServlet");return registrationBean;}

接着请求业务接口，该stream就可以查看请求监控信息了。

五、Spring Cloud整合Hystrix原理

本篇博文是在使用Hystrix的版本为2.2.5.RELEASE + springCloud 版本Hoxton.SR8下分析得出，不同版本可能有所差异，请读者谨慎辨别

springCloud整合Hystrix的步骤有三个

1. 引入依赖（分析原理方式：其引入的依赖的自动装配类）
2. 启动类使用**@EnableHystrix**（分析原理的方式：@EnableHystrix做了哪些操作）
3. 需要配置熔断、降级的方式添加**@HystrixCommand** （分析原理的方式：@HystrixCommand做了哪些操作）

5.1. 整合入口

• @EnableHystrix

@EnableHystrix注解来启用Hystrix。这个注解会触发Spring Cloud的自动配置机制，加载与Hystrix相关的配置和Bean。

• 自动装配类

自动装配类	实例化的bean	作用
HystrixAutoConfiguration	HystrixHealthIndicator	用于监控Hystrix的健康状态，比如断路器状态，请求的成功率
	HystrixWebfluxEndpoint	为基于响应式编程模型的Spring Boot应用提供了Hystrix的端点，Hystrix主要设计用于同步的阻塞式调用，而WebFlux是基于响应式的非阻塞模型，使用过程中可能会有限制
	HystrixStreamEndpoint	这是一个用于暴露Hystrix实时指标的端点，实时监控Hystrix的状态和指标
	HystrixMetricsBinder	用于将Hystrix的度量指标（如请求成功率、失败率、响应时间等）绑定到Spring Boot的Micrometer度量系统中
HystrixCircuitBreakerAutoConfiguration	HystrixCircuitBreakerFactory	创建断路器实例 管理断路器状态 关闭(close)、打开(open)、半开(half-open)
ReactiveHystrixCircuitBreakerAutoConfiguration	ReactiveHystrixCircuitBreakerFactory	这个自动装配类专门为响应式编程环境（如使用Spring WebFlux的应用）配置Hystrix的断路器。它允许在响应式流中利用Hystrix的断路器模式来保护远程服务调用。
HystrixSecurityAutoConfiguration		与Hystrix和安全性相关的自动装配类
HystrixCircuitBreakerConfiguration	HystrixCommandAspect	这个切面（Aspect）负责处理带有@HystrixCommand注解的方法，从而在方法执行时自动应用断路器的逻辑。
	HystrixShutdownHook	应用程序关闭时执行特定清理任务的组件

• @HystrixCommand

在 Spring Cloud 中，Hystrix 通常与 Spring Cloud Netflix 的 spring-cloud-starter-netflix-hystrix 依赖一起使用。整合的关键在于通过 Spring 的 AOP（面向切面编程）特性来包装服务调用，以便在调用失败时能够执行回退逻辑。

当 Spring 容器启动时，它会扫描所有带有 @HystrixCommand 注解的方法，并使用 AOP 技术创建一个代理。这个代理会在实际方法调用之前和之后插入逻辑，以处理断路器的逻辑（如是否允许调用、记录调用结果、触发回退等）。

5.2 HystrixCommandAspect

Hystrix整合的关键是AOP,HystrixCommandAspect就是Hystrix为我们生成AOP的入口类，见名知意，该类是处理 @HystrixCommand 的一个切面类。

  @Around("hystrixCommandAnnotationPointcut() || hystrixCollapserAnnotationPointcut()")public Object methodsAnnotatedWithHystrixCommand(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {//获取被代理的目标方法(原始方法),AOP代理可能会改变方法的签名或行为。Method method = AopUtils.getMethodFromTarget(joinPoint);Validate.notNull(method, "failed to get method from joinPoint: %s", new Object[]{joinPoint});//方法不能同时被@HystrixCommand和@HystrixCollapser修饰if (method.isAnnotationPresent(HystrixCommand.class) && method.isAnnotationPresent(HystrixCollapser.class)) {throw new IllegalStateException("method cannot be annotated with HystrixCommand and HystrixCollapser annotations at the same time");} else {//根据方法的注解类型（@HystrixCommand或@HystrixCollapser），从META_HOLDER_FACTORY_MAP中获取相应的//MetaHolderFactory，并创建MetaHolder实例。MetaHolder用于封装与Hystrix命令执行相关的元数据。MetaHolderFactory metaHolderFactory = (MetaHolderFactory)META_HOLDER_FACTORY_MAP.get(HystrixCommandAspect.HystrixPointcutType.of(method));MetaHolder metaHolder = metaHolderFactory.create(joinPoint);//创建HystrixInvokable：这个实例封装了实际要执行的方法调用。HystrixInvokable invokable = HystrixCommandFactory.getInstance().create(metaHolder);ExecutionType executionType = metaHolder.isCollapserAnnotationPresent() ? metaHolder.getCollapserExecutionType() : metaHolder.getExecutionType();try {Object result;if (!metaHolder.isObservable()) {//@HystrixCommand 默认非观察着模式处理CommandExecutor.execute() 我们的常用模式result = CommandExecutor.execute(invokable, executionType, metaHolder);} else {//@HystrixCollapser 注解使用的是观察模式处理//可观察的（响应式编程中的概念，表示数据流的源，允许观察者订阅以接收数据更新）result = this.executeObservable(invokable, executionType, metaHolder);}//返回执行结果return result;} catch (HystrixBadRequestException var9) {//省略异常处理}}}

5.3 Hystrix的断路器配置

隔离：Hystrix 通过线程池或信号量将远程服务调用隔离开来，防止一个服务的失败影响到其他服务的调用。
快速失败：当检测到服务故障时，Hystrix 会迅速让请求失败，并调用回退逻辑，而不是让请求长时间等待或导致系统资源耗尽。
资源控制：通过限制并发请求的数量，Hystrix 可以防止某个服务消耗过多资源，影响系统的整体性能。

隔离策略：线程池配置

配置项	描述	默认值
hystrix.command.default.execution.isolation.strategy	设置默认的隔离策略，THREAD 表示线程池隔离	THREAD
hystrix.command.default.execution.isolation.thread .timeoutInMilliseconds	线程池隔离下，命令执行的超时时间（毫秒）	默认值取决于具体实现，通常为1秒或更长
hystrix.command.default.execution.isolation.thread.coreSize	线程池的核心线程数，即线程池始终维持的活跃线程数	10（但可能因版本或配置而异，需根据实际情况调整）
hystrix.command.default.execution.isolation.thread.maximumSize	线程池允许的最大线程数，用于应对高并发情况	10（但可能因版本或配置而异，需根据实际情况调整）
hystrix.command.default.execution.isolation.thread .queueSizeRejectionThreshold	线程池队列拒绝阈值，当队列中的等待任务数超过此值时，即使没有达到maximumSize，也会拒绝新的命令	5（但需注意，当maxQueueSize小于等于0时，此配置无效）
hystrix.command.default.execution.isolation.thread.maxQueueSize	线程池阻塞队列的最大长度，用于控制队列中可等待的任务数	-1（使用SynchronousQueue，不存储排队数据；大于0时使用LinkedBlockingQueue）
hystrix.command.default.execution.isolation.thread. keepAliveTimeMinutes	线程池中非核心线程的空闲存活时间（分钟），超过此时间后非核心线程将被终止

隔离策略：信号量配置

配置项	描述	默认值
hystrix.command.default.execution.isolation.strategy	设置默认的隔离策略，SEMAPHORE 表示信号量隔离	非 THREAD（因为默认是线程池隔离，所以信号量隔离需显式指定）
hystrix.command.default.execution.isolation.semaphore. maxConcurrentRequests	信号量隔离下，同时执行的最大命令数（即信号量的最大值）	无固定默认值，需根据业务场景和服务器资源来配置

断路器开关配置

配置项	描述	默认值
hystrix.command.default.circuitBreaker.enabled	是否启用断路器功能。设置为true时启用，false时禁用。	true
hystrix.command.default.circuitBreaker.requestVolumeThreshold	触发断路器打开之前，必须达到的最小请求量。	默认值可能因版本而异，但通常是一个较低的值（如20）
hystrix.command.default.circuitBreaker.sleepWindowInMilliseconds	断路器打开后，等待多久尝试恢复服务（半开状态测试周期）。	默认值可能因版本而异，但通常是一个合理的等待时间（如5000毫秒）
hystrix.command.default.circuitBreaker.errorThresholdPercentage	在requestVolumeThreshold指定的请求量中，允许失败的百分比。超过此百分比将触发断路器打开。	默认值可能因版本而异，但通常设置为50%左右。

5.4 Hystrix隔离机制原理

在Hystrix的源码中，隔离机制的实现主要依赖于HystrixThreadPool和HystrixSemaphore等类。

1. 线程池隔离的源码实现

   • 线程池的创建与管理：Hystrix通过HystrixThreadPoolFactory类创建和管理线程池。每个服务（或命令）的线程池通过HystrixThreadPoolKey来标识，并存储在ConcurrentHashMap中以便复用。
   • 命令的执行：当命令（HystrixCommand或HystrixObservableCommand）执行时，会首先检查对应的线程池是否有足够的资源来执行该命令。如果有，则将命令提交到线程池中异步执行；如果没有，则根据配置执行降级逻辑。(HystrixObservableCommand响应式编程实现类)。

2. 信号量隔离的源码实现

   • 信号量的创建与管理：Hystrix使用HystrixSemaphore类来实现信号量隔离。每个服务（或命令）的信号量数量通过配置指定，并在命令执行时进行检查。
   • 命令的执行：在信号量隔离模式下，命令执行前会尝试获取信号量。如果成功获取，则执行命令；如果失败，则直接执行降级逻辑。

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