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Spring Cloud(五)断路器监控(Hystrix Dashboard)

搜云库 搜云库技术团队 2019-04-07

在上两篇文章中讲了,服务提供者 Eureka + 服务消费者 Feign,服务提供者 Eureka + 服务消费者(rest + Ribbon),本篇文章结合,上两篇文章中代码进行修改加入 断路器监控(Hystrix Dashboard)

在微服务架构中,根据业务来拆分成一个个的服务,服务与服务之间可以相互调用(RPC),在Spring Cloud可以用RestTemplate+Ribbon和Feign来调用。为了保证其高可用,单个服务通常会集群部署。由于网络原因或者自身的原因,服务并不能保证100%可用,如果单个服务出现问题,调用这个服务就会出现线程阻塞,此时若有大量的请求涌入,Servlet容器的线程资源会被消耗完毕,导致服务瘫痪。服务与服务之间的依赖性,故障会传播,会对整个微服务系统造成灾难性的严重后果,这就是服务故障的“雪崩”效应。

针对上述问题,在Spring Cloud Hystrix中实现了线程隔离、断路器等一系列的服务保护功能。它也是基于Netflix的开源框架 Hystrix实现的,该框架目标在于通过控制那些访问远程系统、服务和第三方库的节点,从而对延迟和故障提供更强大的容错能力。Hystrix具备了服务降级、服务熔断、线程隔离、请求缓存、请求合并以及服务监控等强大功能。

什么是断路器

断路器模式源于Martin Fowler的Circuit Breaker一文。“断路器”本身是一种开关装置,用于在电路上保护线路过载,当线路中有电器发生短路时,“断路器”能够及时的切断故障电路,防止发生过载、发热、甚至起火等严重后果。

在分布式架构中,断路器模式的作用也是类似的,当某个服务单元发生故障(类似用电器发生短路)之后,通过断路器的故障监控(类似熔断保险丝),向调用方返回一个错误响应,而不是长时间的等待。这样就不会使得线程因调用故障服务被长时间占用不释放,避免了故障在分布式系统中的蔓延。

断路器示意图

SpringCloud Netflix实现了断路器库的名字叫Hystrix. 在微服务架构下,通常会有多个层次的服务调用. 下面是微服架构下, 浏览器端通过API访问后台微服务的一个示意图:

一个微服务的超时失败可能导致瀑布式连锁反映,下图中,Hystrix通过自主反馈实现的断路器, 防止了这种情况发生。

图中的服务B因为某些原因失败,变得不可用,所有对服务B的调用都会超时。当对B的调用失败达到一个特定的阀值(5秒之内发生20次失败是Hystrix定义的缺省值), 链路就会被处于open状态, 之后所有所有对服务B的调用都不会被执行, 取而代之的是由断路器提供的一个表示链路open的Fallback消息. Hystrix提供了相应机制,可以让开发者定义这个Fallbak消息.

open的链路阻断了瀑布式错误, 可以让被淹没或者错误的服务有时间进行修复。这个fallback可以是另外一个Hystrix保护的调用, 静态数据,或者合法的空值. Fallbacks可以组成链式结构,所以,最底层调用其它业务服务的第一个Fallback返回静态数据.

准备工作

在开始加入断路器之前,我们先拿之前两篇博客,构建的两个微服务代码为基础,进行下面的操作

建议先阅读以下两篇文章

Spring Cloud(四) 服务提供者 Eureka + 服务消费者 Feign
Spring Cloud(三) 服务提供者 Eureka + 服务消费者(rest + Ribbon)

Eureka Service

导入第三篇文章中的项目:作为服务注册中心

spring-cloud-eureka-service

Eureka Provider

导入第三篇文章中的项目:作为服务的提供者

spring-cloud-eureka-provider-1
spring-cloud-eureka-provider-2
spring-cloud-eureka-provider-3

Ribbon Hystrix

在 Ribbon中使用断路器

修改项目

复制 spring-cloud-ribbon-consumer 项目,修改名称为 spring-cloud-ribbon-consumer-hystrix

添加依赖

在项目 pom 加上 hystrix的依赖

  1. <!-- hystrix 断路器 -->

  2. <dependency>

  3.    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

  4.    <artifactId>spring-cloud-starter-hystrix</artifactId>

  5. </dependency>

服务注册

在程序的启动类 RibbonConsumerApplication 通过 @EnableHystrix 开启 Hystrix 断路器监控

  1. package io.ymq.example.ribbon.consumer.hystrix;

  2. import org.springframework.boot.SpringApplication;

  3. import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

  4. import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;

  5. import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;

  6. import org.springframework.cloud.netflix.hystrix.EnableHystrix;

  7. import org.springframework.context.annotation.Bean;

  8. import org.springframework.web.client.RestTemplate;

  9. @EnableHystrix

  10. @EnableDiscoveryClient

  11. @SpringBootApplication

  12. public class RibbonConsumerApplication {

  13.    @LoadBalanced

  14.    @Bean

  15.    RestTemplate restTemplate() {

  16.        return new RestTemplate();

  17.    }

  18.    public static void main(String[] args) {

  19.        SpringApplication.run(RibbonConsumerApplication.class, args);

  20.    }

  21. }

消费提供者方法

修改 ConsumerController 类的, hello 方法,加上注解 @HystrixCommand(fallbackMethod="defaultStores") 该注解对该方法创建了熔断器的功能 ,并指定了 defaultStores熔断方法,熔断方法直接返回了一个字符串, "feign + hystrix ,提供者服务挂了"

@HystrixCommand 表明该方法为 hystrix包裹,可以对依赖服务进行隔离、降级、快速失败、快速重试等等 hystrix相关功能 该注解属性较多,下面讲解其中几个

  • fallbackMethod 降级方法

  • commandProperties 普通配置属性,可以配置HystrixCommand对应属性,例如采用线程池还是信号量隔离、熔断器熔断规则等等

  • ignoreExceptions 忽略的异常,默认HystrixBadRequestException不计入失败

  • groupKey() 组名称,默认使用类名称

  • commandKey 命令名称,默认使用方法名

  1. package io.ymq.example.ribbon.consumer.hystrix;

  2. import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixCommand;

  3. import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

  4. import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;

  5. import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

  6. import org.springframework.web.client.RestTemplate;

  7. /**

  8. * 描述:调用提供者的 `home` 方法

  9. *

  10. * @author yanpenglei

  11. * @create 2017-12-05 18:53

  12. **/

  13. @RestController

  14. public class ConsumerController {

  15.    @Autowired

  16.    private RestTemplate restTemplate;

  17.    @HystrixCommand(fallbackMethod = "defaultStores")

  18.    @GetMapping(value = "/hello")

  19.    public String hello() {

  20.        return restTemplate.getForEntity("http://eureka-provider/", String.class).getBody();

  21.    }

  22.    public String defaultStores() {

  23.        return "Ribbon + hystrix ,提供者服务挂了";

  24.    }

  25. }

测试断路器

依次启动项目:

spring-cloud-eureka-service
spring-cloud-eureka-provider-1
spring-cloud-eureka-provider-2
spring-cloud-eureka-provider-3
spring-cloud-ribbon-consumer-hystrix

启动该工程后,访问服务注册中心,查看服务是否都已注册成功:http://localhost:8761/

在命令窗口 curl http://localhost:9000/hello,发现一切正常

或者浏览器 get 请求 http://localhost:9000/hello F5 刷新

停止 spring-cloud-eureka-provider-1 提供者,端口为:8081服务

再次访问命令窗口 curl http://localhost:9000/hello ,断路器已经生效,提示:Ribbon + hystrix ,提供者服务挂了

Feign Hystrix

在 Feign中使用断路器

修改项目

复制 spring-cloud-feign-consumer 项目,修改名称为 spring-cloud-feign-consumer-hystrix

添加依赖

Feign是自带断路器的,如果在 Dalston版本的 SpringCloud中,它没有默认打开。需要需要在配置文件中配置打开它,本项目我们是不需要打开的

  1. feign:

  2.  hystrix:

  3.    enabled: true

服务注册

修改 HomeClient类 , @FeignClient 注解,加上 fallbackFactory指定新建的 HystrixClientFallbackFactory 工厂类

在程序的启动类 RibbonConsumerApplication 通过 @EnableHystrix 开启 Hystrix

  1. package io.ymq.example.feign.consumer.hystrix;

  2. import org.springframework.cloud.netflix.feign.FeignClient;

  3. import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;

  4. /**

  5. * 描述: 指定这个接口所要调用的 提供者服务名称 "eureka-provider"

  6. *

  7. * @author yanpenglei

  8. * @create 2017-12-06 15:13

  9. **/

  10. @FeignClient(value ="eureka-provider",fallbackFactory = HystrixClientFallbackFactory.class)

  11. public interface  HomeClient {

  12.    @GetMapping("/")

  13.    String consumer();

  14. }

新加的类 HystrixClientFallbackFactory.java

  1. package io.ymq.example.feign.consumer.hystrix;

  2. import feign.hystrix.FallbackFactory;

  3. import org.springframework.stereotype.Component;

  4. /**

  5. * 描述:

  6. *

  7. * @author yanpenglei

  8. * @create 2017-12-07 20:37

  9. **/

  10. @Component

  11. public class HystrixClientFallbackFactory implements FallbackFactory<HomeClient> {

  12.    @Override

  13.    public HomeClient create(Throwable throwable) {

  14.        return () -> "feign + hystrix ,提供者服务挂了";

  15.    }

  16. }

测试断路器

依次启动项目:

spring-cloud-eureka-service
spring-cloud-eureka-provider-1
spring-cloud-eureka-provider-2
spring-cloud-eureka-provider-3
spring-cloud-feign-consumer-hystrix

启动该工程后,访问服务注册中心,查看服务是否都已注册成功:http://localhost:8761/

在命令窗口 curl http://localhost:9000/hello,发现一切正常

或者浏览器 get 请求 http://localhost:9000/hello F5 刷新

停止 spring-cloud-eureka-provider-1 提供者,端口为:8081服务

再次访问命令窗口 curl http://localhost:9000/hello ,断路器已经生效,提示:Feign + hystrix ,提供者服务挂了

Hystrix Dashboard

HD 简介

HystrixDashboard在微服务架构中为例保证程序的可用性,防止程序出错导致网络阻塞,出现了断路器模型。断路器的状况反应了一个程序的可用性和健壮性,它是一个重要指标。 HystrixDashboard是作为断路器状态的一个组件,提供了数据监控和友好的图形化界面。

改造项目

复制项目 spring-cloud-ribbon-consumer-hystrix,修改名称 spring-cloud-ribbon-consumer-hystrix-dashboard 在它的基础上进行改造。 Feign的改造和这一样。

在 pom的工程文件引入相应的依赖:

添加依赖

  1. <dependency>

  2.    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

  3.    <artifactId>spring-cloud-starter-hystrix</artifactId>

  4. </dependency>

  5. <dependency>

  6.    <groupId>org.springframework.boot</groupId>

  7.    <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>

  8. </dependency>

  9. <dependency>

  10.    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

  11.    <artifactId>spring-cloud-starter-hystrix-dashboard</artifactId>

  12. </dependency>

开启 HD

修改 RibbonConsumerApplication.java 类

在程序的入口 RibbonConsumerApplication类,加上 @EnableHystrix注解开启断路器,这个是必须的,并且需要在程序中声明断路点 @HystrixCommand加上 @EnableHystrixDashboard注解,开启 HystrixDashboard

  1. package io.ymq.example.ribbon.consumer.hystrix;

  2. import org.springframework.boot.SpringApplication;

  3. import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

  4. import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;

  5. import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;

  6. import org.springframework.cloud.netflix.hystrix.EnableHystrix;

  7. import org.springframework.cloud.netflix.hystrix.dashboard.EnableHystrixDashboard;

  8. import org.springframework.context.annotation.Bean;

  9. import org.springframework.web.client.RestTemplate;

  10. @EnableHystrix

  11. @EnableDiscoveryClient

  12. @EnableHystrixDashboard

  13. @SpringBootApplication

  14. public class RibbonConsumerApplication {

  15.    @LoadBalanced

  16.    @Bean

  17.    RestTemplate restTemplate() {

  18.        return new RestTemplate();

  19.    }

  20.    public static void main(String[] args) {

  21.        SpringApplication.run(RibbonConsumerApplication.class, args);

  22.    }

  23. }

声明断路点

声明断路点 @HystrixCommand(fallbackMethod="defaultStores")

  1. package io.ymq.example.ribbon.consumer.hystrix;

  2. import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixCommand;

  3. import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

  4. import org.springframework.stereotype.Component;

  5. import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;

  6. import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

  7. import org.springframework.web.client.RestTemplate;

  8. /**

  9. * 描述:调用提供者的 `home` 方法

  10. *

  11. * @author yanpenglei

  12. * @create 2017-12-05 18:53

  13. **/

  14. @RestController

  15. public class ConsumerController {

  16.    @Autowired

  17.    private RestTemplate restTemplate;

  18.    @HystrixCommand(fallbackMethod = "defaultStores")

  19.    @GetMapping(value = "/hello")

  20.    public String hello() {

  21.        return restTemplate.getForEntity("http://eureka-provider/", String.class).getBody();

  22.    }

  23.    public String defaultStores() {

  24.        return "feign + hystrix Dashboard ,提供者服务挂了";

  25.    }

  26. }

@HystrixCommand 表明该方法为 hystrix包裹,可以对依赖服务进行隔离、降级、快速失败、快速重试等等 hystrix相关功能 该注解属性较多,下面讲解其中几个

  • fallbackMethod 降级方法

  • commandProperties 普通配置属性,可以配置 HystrixCommand对应属性,例如采用线程池还是信号量隔离、熔断器熔断规则等等

  • ignoreExceptions 忽略的异常,默认 HystrixBadRequestException不计入失败

  • groupKey() 组名称,默认使用类名称

  • commandKey 命令名称,默认使用方法名

测试服务

依次启动项目:

spring-cloud-eureka-service
spring-cloud-eureka-provider-1
spring-cloud-eureka-provider-2
spring-cloud-eureka-provider-3
spring-cloud-ribbon-consumer-hystrix-dashboard

启动该工程后,访问服务注册中心,查看服务是否都已注册成功:http://localhost:8761/

Hystrix Dashboard 监控

可以访问 http://127.0.0.1:9090/hystrix ,获取 HystrixDashboard信息,默认最大打开5个终端获取监控信息,可以增加 delay参数指定获取监控数据间隔时间

在界面依次输入: http://127.0.0.1:9000/hystrix.stream 、 2000 、 hello 点确定。可以访问以下,图形化监控页面

Hystrix Monitor 图形化监控页面

源码下载

GitHub:https://github.com/souyunku/spring-cloud-examples/tree/master/spring-cloud-hystrix-dashboard

码云:https://gitee.com/souyunku/spring-cloud-examples/tree/master/spring-cloud-hystrix-dashboard

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