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高可用的三大利器是熔断、限流和降级。它们都是在分布式系统中用于保障系统稳定性和可用性的重要策略.
熔断(Circuit Breaker):熔断是一种防止故障扩散的机制。当一个服务出现故障或超时,熔断器会打开并快速失败,拒绝后续的请求,避免请求堆积和资源耗尽。熔断器会暂时屏蔽该服务,并在一段时间后尝试恢复。熔断器的状态变化可用于监控系统健康和提供告警信息.
限流(Rate Limiting):限流是一种控制系统请求流量的机制。通过设置一个请求速率阈值,限流可以限制每个客户端或用户在特定时间内的请求次数。这样可以防止过多的请求涌入系统,保护系统免受过载和压力冲击。限流可以平滑流量,避免系统突发流量的影响.
降级(Fallback):降级是一种在面对特殊业务或异常情况时保持系统可用的策略。当服务不可用时,降级服务会代替提供一些基本功能或返回预设的默认值,以确保系统依然能够提供有限的功能或服务;或者某些特定活动场景(双十一)下优先保障计算资源业务倾向的服务而降级边缘服务.
本篇主要介绍熔断相关内容.
在现代分布式架构中,一个服务通常会与多个外部服务进行交互,这些外部服务可能是RPC接口、数据库、第三方API等。例如,在支付过程中,可能需要调用银联提供的API;而查询某个商品的价格,则可能需要进行营销活动查询。然而,除了自身服务外,依赖的外部服务的稳定性无法绝对保证.
当依赖的第三方服务出现不稳定的情况时,例如响应时间延长,会导致服务自身调用第三方服务的响应时间也变长,形成级联效应。这样一来,服务自身的线程可能会积压,最终可能耗尽业务自身的线程池,导致服务本身变得不可用.
熔断(Circuit Breaker)是一种用于处理分布式系统中故障和超时的设计,它可以帮助系统在出现问题时保持稳定,防止故障进一步扩散,同时也能在一段时间后重新尝试恢复正常操作。避免局部不稳定因素导致整个分布式系统的雪崩。熔断作为保护服务自身的手段,通常在客户端(调用端)进行配置.
熔断器模式(Circuit Breaker Pattern),Michael Nygard在他的著作《Release It!》中推荐使用,可以防止应用程序反复尝试执行可能会失败的操作,使其能够继续进行而无需等待故障被修复,也无需浪费CPU周期来确定故障是否持久。Circuit Breaker模式还使应用程序能够检测故障是否已解决。如果问题似乎已经解决,应用程序可以尝试调用该操作.
注:这种设计也是典型的 快速失败原则(Fail-Fast Principle) 的应用。强调在面对错误或异常情况时,系统应该尽早地检测并快速失败,而不是继续执行可能导致更严重后果的操作。这个原则的目的是尽早发现问题并及时处理,避免故障进一步扩大,从而提高系统的稳定性和可靠性.
熔断器的三种状态:
Closed状态:来自应用程序的请求被 Proxy 操作。Proxy 维护最近故障次数的计数,如果对操作的调用不成功,Proxy 会增加这个计数。如果在给定的时间段内最近故障的次数超过了指定的阈值,Proxy 将进入Open状态。此时,Proxy 启动一个超时计时器,当计时器到达阈值时,Proxy 将进入Half-Open状态。(这里 Proxy 代指 Resilience4j、Sentinel、Hystrix类似框架) 。
Open状态:来自应用程序的请求立即失败,并向应用程序返回异常.
Half-Open状态:应用程序允许有限数量的请求通过并调用操作。如果这些请求成功,假定之前导致失败的故障已经修复,将切换到Closed状态(故障计数器被重置)。如果任何请求失败,会认为故障仍然存在,因此它会回退到Open状态,并重新启动超时计时器,为系统提供进一步的时间来从故障中恢复.
推荐开源框架选择 Resilience4j、Sentinel,Hystrix已经宣布不维护了. 。
附上,一张网上广泛流传的对比表格 [1] 。
熔断异常应该如何处理: 三方服务处于在熔断 Open状态下,应该如何进行服务的返回。比如:用一个默认值来替代三方服务的返回结果;返回异常页面告知用户稍后再重试;调用其他的服务来替代原来的功能等。异常往往多样的,也可以考虑不同异常下设置不同的处理方式.
应该记录详细日志: 注意异常日志的记录,确保关键信息都写入日志,往往线上故障异常的多样的;好的日志格式/日志设计能够快速的定位问题、监控熔断策略符合预期。熔断状态的转换需要详细写入,方便复盘熔断策略.
是否需要诊断定时程序: 当处于熔断 Open状态时,考虑是否需要来做个定时程序 测试三方服务是否恢复并转换 到 Half-Open状态,更灵活的恢复服务.
管理熔断的工具: 由于异常是多样的,某些情况下意外触发了熔断;此时管理员可以通过熔断工具来恢复相关状态,应对熔断策略出现问题的情况.
注意三方服务耗时: 有时候三方服务能够正常返回但耗时很长,这样可能会导致自身服务的超时;针对这种情况应该进行相关超时熔断处理,应该关注这种隐蔽的超时异常.
最后此篇关于高可用三大利器—熔断的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于高可用三大利器—熔断的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。
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