• 面试题:微服务熔断降级限流


    微服务限流

    流量控制简介

    流量控制在网络传输中是一个常用的概念,它用于调整网络包的发送数据。在网络传输时,任意时间到来的请求往往是随机不可控的,而系统的处理能力是有的。我们需要根据系统的处理能力对流量进行控制。

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    熔断降级简介

    在调用系统的时候,如果调用链路中的某个资源出现了不稳定,最终会导致请求发生堆积,如下图:

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    而熔断降级就可以解决这个问题,所谓的熔断降级就是当检测到调用链路中某个资源出现不稳定的表现,例如请求响应时间长或异常比例升高的时候,则对这个资源的调用进行限制,让请求快速失败,避免影响到其它的资源而导致级联故障。

    流量控制&熔断降级实现方案

    Hystrix

    主页地址:https://github.com/Netflix/Hystrix/

    ​ Hystrix源自Netflix API团队于2011年开始的弹性工程工作。2012年,Hystrix不断发展和成熟,Netflix内的许多团队都采用了它。如今,每天在Netflix上通过Hystrix执行数以千亿计的线程隔离和数以千计的信号隔离调用。这大大提高了正常运行时间和弹性。

    Resilience4j

    主页地址:https://github.com/resilience4j/resilience4j

    ​ Resilience4j是受Netflix Hystrix启发的轻量级容错库,但专为Java 8和函数式编程而设计。轻巧,因为该库仅使用Vavr,而Vavr没有任何其他外部库依赖项。相比之下,Netflix Hystrix对Archaius具有编译依赖性,而Archaius具有更多外部库依赖性。

    Sentinel

    主页地址:https://github.com/alibaba/Sentinel

    ​ Sentinel 是阿里巴巴出品的面向分布式服务架构的轻量级流量控制组件,主要以流量为切入点,从限流、流量整形、熔断降级、系统负载保护等多个维度来保障微服务的稳定性。

    竞品对比

    Sentinel Hystrix resilience4j
    隔离策略 信号量隔离(并发线程数隔离) 线程池隔离/信号量隔离 信号量隔离
    熔断降级策略 基于响应时间、异常比率、异常数 基于异常比率 基于异常比率、响应时间
    实时统计实现 滑动窗口 滑动窗口 Ring Bit Buffer
    动态规则配置 支持多种数据源 支持多种数据源 有限支持
    扩展性 多个扩展点 插件的形式 接口的形式
    基于注解的支持 支持 支持 支持
    限流 基于 QPS,支持基于调用关系的限流 有限的支持 Rate Limiter
    流量整形 支持预热模式、匀速器模式、预热排队模式 不支持 简单的 Rate Limiter 模式
    系统自适应保护 支持 不支持 不支持
    控制台 提供开箱即用的控制台,可配置规则、查看秒级监控、机器发现等 简单的监控查看 不提供控制台,可对接其它监控系统

    Sentinel介绍

    Sentinel简介

    Sentinel概述

    Sentinel 是阿里巴巴出品的面向分布式服务架构的轻量级流量控制组件,主要以流量为切入点,从限流、流量整形、熔断降级、系统负载保护等多个维度来保障微服务的稳定性。

    主页地址:https://github.com/alibaba/Sentinel

    Sentinel组成

    Sentinel 的使用主要分为两个部分:

    • 核心库:主要指Java 客户端,不依赖任何框架/库,能够运行于 Java 7 及以上的版本的运行时环境,同时对 Dubbo / Spring Cloud 等框架也有较好的支持。
    • 控制台:控制台主要负责管理推送规则、监控、集群限流分配管理、机器发现等。

    Sentinel特征

    Sentinel 具有以下特征:

    • 丰富的应用场景:Sentinel 承接了阿里巴巴近 10 年的双十一大促流量的核心场景,例如秒杀(即突发流量控制在系统容量可以承受的范围)、消息削峰填谷、集群流量控制、实时熔断下游不可用应用等。
    • 完备的实时监控:Sentinel 同时提供实时的监控功能。您可以在控制台中看到接入应用的单台机器秒级数据,甚至 500 台以下规模的集群的汇总运行情况。
    • 广泛的开源生态:Sentinel 提供开箱即用的与其它开源框架/库的整合模块,例如与 Spring Cloud、Dubbo、gRPC 的整合。您只需要引入相应的依赖并进行简单的配置即可快速地接入 Sentinel。
    • 完善的 SPI 扩展点:Sentinel 提供简单易用、完善的 SPI 扩展接口。您可以通过实现扩展接口来快速地定制逻辑。例如定制规则管理、适配动态数据源等。

    Sentinel特性

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    Sentinel的相关概念

    资源

    资源是 Sentinel 的关键概念。它可以是 Java 应用程序中的任何内容,例如,由应用程序提供的服务,或由应用程序调用的其它应用提供的服务,甚至可以是一段代码。只要通过 Sentinel API 定义的代码,就是资源,能够被 Sentinel 保护起来。大部分情况下,可以使用方法签名,URL,甚至服务名称作为资源名来标示资源。

    规则

    规则指的是围绕资源的实时状态设定的规则,可以包括流量控制规则、熔断降级规则以及系统保护规则。所有规则可以动态实时调整。

    Sentinel的优势

    • 友好的控制面板
    • 支持实时监控。
    • 支持多种限流。支持QPS限流,线程数限流以及多种限流策略。
    • 支持多种降级模式,支持按平均返回时间降级,按多种异常数降级,按异常比率降级等。
    • 方便扩展开发,支持SPI模式对chain进行扩展。
    • 支持链路的关联,可以实现按链路统计限流,系统保护,热门资源保护等等。

    流量控制实现

    Sentinel 的所有规则都可以在内存态中动态地查询及修改,修改之后立即生效。同时 Sentinel 也提供相关 API,供您来定制自己的规则策略。

    Sentinel 主要支持以下几种规则:

    • 流量控制规则
    • 熔断降级规则
    • 系统保护规则
    • 来源访问控制规则
    • 动态规则扩展

    流量控制规则实现

    流量控制(flow control),其原理是监控应用流量的 QPS 或并发线程数等指标,当达到指定的阈值时对流量进行控制,以避免被瞬时的流量高峰冲垮,从而保障应用的高可用性。

    流量控制主要有两种方式

    • 并发线程数:并发线程数限流用于保护业务线程数不被耗尽
    • QPS:当 QPS 超过某个阈值的时候,则采取措施进行流量控制

    一条限流规则主要由下面几个因素组成,我们可以组合这些元素来实现不同的限流效果:

    • resource:资源名,即限流规则的作用对象
    • count: 限流阈值
    • grade: 限流阈值类型(QPS 或并发线程数)
    • limitApp: 流控针对的调用来源,若为 default 则不区分调用来源
    • strategy: 调用关系限流策略
    • controlBehavior: 流量控制效果(直接拒绝、Warm Up、匀速排队)
      • 直接拒绝RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT)方式是默认的流量控制方式,当QPS超过任意规则的阈值后,新的请求就会被立即拒绝,拒绝方式为抛出FlowException。这种方式适用于对系统处理能力确切已知的情况下,比如通过压测确定了系统的准确水位时。
      • Warm UpRuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_WARM_UP)方式,即预热/冷启动方式。当系统长期处于低水位的情况下,当流量突然增加时,直接把系统拉升到高水位可能瞬间把系统压垮。通过"冷启动",让通过的流量缓慢增加,在一定时间内逐渐增加到阈值上限,给冷系统一个预热的时间,避免冷系统被压垮。
      • 排队等待RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_RATE_LIMITER)方式会严格控制请求通过的间隔时间,也即是让请求以均匀的速度通过,对应的是漏桶算法。

    同一个资源可以同时有多个限流规则,检查规则时会依次检查。

    熔断降级实现

    熔断降级会在调用链路中某个资源出现不稳定状态时(例如调用超时或异常比例升高),对这个资源的调用进行限制,让请求快速失败,避免影响到其它的资源而导致级联错误。当资源被降级后,在接下来的降级时间窗口之内,对该资源的调用都自动熔断(默认行为是抛出 DegradeException)。

    重要的属性

    Field 说明 默认值
    resource 资源名,即限流规则的作用对象
    count 阈值
    grade 熔断策略,支持秒级 RT/秒级异常比例/分钟级异常数 秒级平均 RT
    timeWindow 降级的时间,单位为 s
    rtSlowRequestAmount RT 模式下 1 秒内连续多少个请求的平均 RT 超出阈值方可触发熔断(1.7.0 引入) 5
    minRequestAmount 异常熔断的触发最小请求数,请求数小于该值时即使异常比率超出阈值也不会熔断(1.7.0 引入) 5

    同一个资源可以同时有多个降级规则。

    熔断策略详解:

    • 平均响应时间 (DEGRADE_GRADE_RT):当 1s 内持续进入 N 个请求,对应时刻的平均响应时间(秒级)均超过阈值(count,以 ms 为单位),那么在接下的时间(DegradeRule 中的 timeWindow,以 s 为单位)之内,对这个方法的调用都会自动地熔断(抛出 DegradeException)。
    • 异常比例 (DEGRADE_GRADE_EXCEPTION_RATIO):当资源的每秒请求量 >= N(可配置),并且每秒异常总数占通过量的比值超过阈值(DegradeRule 中的 count)之后,资源进入降级状态,即在接下的时间(DegradeRule 中的 timeWindow,以 s 为单位)之内,对这个方法的调用都会自动地返回。异常比率的阈值范围是 [0.0, 1.0],代表 0% - 100%。
    • 异常数 (DEGRADE_GRADE_EXCEPTION_COUNT):当资源近 1 分钟的异常数目超过阈值之后会进行熔断。注意由于统计时间是分钟级别的,若 timeWindow小于 60s,则结束熔断状态后仍可能再进入熔断状态。

    这里演示如何使用平均响应时间(DEGRADE_GRADE_RT)配置规则

    实现步骤

    熔断降级规则设置有两种方式

    • 本地代码设置
    • 在Sentinel控制台动态设置

    系统自适应保护实现

    Sentinel 系统自适应限流从整体维度对应用入口流量进行控制,结合应用的 Load、CPU 使用率、总体平均 RT、入口 QPS 和并发线程数等几个维度的监控指标,通过自适应的流控策略,让系统的入口流量和系统的负载达到一个平衡,让系统尽可能保持最大吞吐量的同时保证系统整体的稳定性。

    系统保护规则是应用整体维度的,而不是资源维度的,并且仅对入口流量生效。入口流量指的是进入应用的流量(EntryType.IN),比如 Web 服务或 Dubbo 服务端接收的请求,都属于入口流量。

    系统规则支持以下的模式

    • Load 自适应(仅对 Linux/Unix-like 机器生效):系统的 load1 作为启发指标,进行自适应系统保护。当系统 load1 超过设定的启发值,且系统当前的并发线程数超过估算的系统容量时才会触发系统保护(BBR 阶段)。系统容量由系统的 maxQps * minRt 估算得出。设定参考值一般是 CPU cores * 2.5
    • CPU usage(1.5.0+ 版本):当系统 CPU 使用率超过阈值即触发系统保护(取值范围 0.0-1.0),比较灵敏。
    • 平均 RT:当单台机器上所有入口流量的平均 RT 达到阈值即触发系统保护,单位是毫秒。
    • 并发线程数:当单台机器上所有入口流量的并发线程数达到阈值即触发系统保护。
    • 入口 QPS:当单台机器上所有入口流量的 QPS 达到阈值即触发系统保护。

    重要的属性

    Field 说明 默认值
    highestSystemLoad load1 触发值,用于触发自适应控制阶段 -1 (不生效)
    avgRt 所有入口流量的平均响应时间 -1 (不生效)
    maxThread 入口流量的最大并发数 -1 (不生效)
    qps 所有入口资源的 QPS -1 (不生效)
    highestCpuUsage 当前系统的 CPU 使用率(0.0-1.0) -1 (不生效)

    注意系统规则只针对入口资源(EntryType=IN)生效。

    这里演示如何使用所有入口资源的QPS配置规则

    实现步骤

    系统自适应保护规则设置有两种方式

    • 本地代码设置
    • 在Sentinel控制台动态设置

    授权控制实现

    很多时候,我们需要根据调用来源来判断该次请求是否允许放行,这时候可以使用 Sentinel 的来源访问控制(黑白名单控制)的功能。来源访问控制根据资源的请求来源(origin)判断资源访问是否通过,若配置白名单则只有请求来源位于白名单内时才可通过;若配置黑名单则请求来源位于黑名单时不通过,其余的请求通过。

    重要的属性

    来源访问控制规则(AuthorityRule)非常简单,主要有以下配置项:

    • resource:资源名,即限流规则的作用对象。
    • limitApp:请求来源,对应的黑名单/白名单,多个用","分隔,如 appA,appB。
    • strategy:限制模式,AUTHORITY_WHITE为白名单模式,AUTHORITY_BLACK为黑名单模式,默认为白名单模式。

    这里演示实现Ip地址白名单和黑名单配置规则

    实现步骤

    授权控制规则设置有两种方式

    • 本地代码设置
    • 在Sentinel控制台动态设置

    动态规则扩展实现

    前面不管是通过Java代码还是通过Sentinel控制台的方式去设置限流规则,都属于手动方式,不够灵活。这种方式一般仅用于测试和演示,生产环境上一般通过动态规则源的方式来动态管理限流规则。也就是说,很多时候限流规则会被存储在文件、数据库或者配置中心当中。Sentinel的DataSource 接口给我们提供了对接任意配置源的能力。

    官方推荐通过控制台设置规则后将规则推送到统一的规则管理中心,客户端实现 ReadableDataSource 接口端监听规则中心实时获取变更,流程如下:

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    常见的实现方式有:

    • 拉取式:客户端主动向某个规则管理中心定期轮询拉取规则,这个规则管理中心可以是文件,甚至是 VCS 等。这样做的方式是简单,缺点是无法及时获取变更;实现拉模式的数据源最简单的方式是继承AutoRefreshDataSource 抽象类,然后实现 readSource()方法,在该方法里从指定数据源读取字符串格式的配置数据。
    • 推送式:规则管理中心统一推送,客户端通过注册监听器的方式时刻监听变化,比如使用 Zookeeper 、Apollo等作为规则管理中心。这种方式有更好的实时性和一致性保证。实现推模式的数据源最简单的方式是继承 AbstractDataSource抽象类,在其构造方法中添加监听器,并实现 readSource() 从指定数据源读取字符串格式的配置数据。

    Sentinel原理

    Sentinel主要功能设计理念

    流量控制

    流量控制在网络传输中是一个常用的概念,它用于调整网络包的发送数据。然而,从系统稳定性角度考虑,在处理请求的速度上,也有非常多的讲究。任意时间到来的请求往往是随机不可控的,而系统的处理能力是有限的。我们需要根据系统的处理能力对流量进行控制。Sentinel 作为一个调配器,可以根据需要把随机的请求调整成合适的形状,如下图所示:

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    流量控制设计理念

    流量控制有以下几个角度:

    • 资源的调用关系,例如资源的调用链路,资源和资源之间的关系;
    • 运行指标,例如 QPS、线程池、系统负载等;
    • 控制的效果,例如直接限流、冷启动、排队等。

    Sentinel 的设计理念是让您自由选择控制的角度,并进行灵活组合,从而达到想要的效果。

    熔断降级

    除了流量控制以外,及时对调用链路中的不稳定因素进行熔断也是 Sentinel 的使命之一。由于调用关系的复杂性,如果调用链路中的某个资源出现了不稳定,可能会导致请求发生堆积,进而导致级联错误。

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    Sentinel 和 Hystrix 的原则是一致的: 当检测到调用链路中某个资源出现不稳定的表现,例如请求响应时间长或异常比例升高的时候,则对这个资源的调用进行限制,让请求快速失败,避免影响到其它的资源而导致级联故障。

    熔断降级设计理念

    在限制的手段上,Sentinel 和 Hystrix 采取了完全不一样的方法。

    Hystrix 通过线程池隔离的方式,来对依赖(在 Sentinel 的概念中对应资源)进行了隔离。这样做的好处是资源和资源之间做到了最彻底的隔离。缺点是除了增加了线程切换的成本(过多的线程池导致线程数目过多),还需要预先给各个资源做线程池大小的分配。

    Sentinel 对这个问题采取了两种手段:

    • 通过并发线程数进行限制

    和资源池隔离的方法不同,Sentinel 通过限制资源并发线程的数量,来减少不稳定资源对其它资源的影响。这样不但没有线程切换的损耗,也不需要您预先分配线程池的大小。当某个资源出现不稳定的情况下,例如响应时间变长,对资源的直接影响就是会造成线程数的逐步堆积。当线程数在特定资源上堆积到一定的数量之后,对该资源的新请求就会被拒绝。堆积的线程完成任务后才开始继续接收请求。

    • 通过响应时间对资源进行降级

    除了对并发线程数进行控制以外,Sentinel 还可以通过响应时间来快速降级不稳定的资源。当依赖的资源出现响应时间过长后,所有对该资源的访问都会被直接拒绝,直到过了指定的时间窗口之后才重新恢复。

    系统负载保护

    Sentinel 同时提供系统维度的自适应保护能力。防止雪崩,是系统防护中重要的一环。当系统负载较高的时候,如果还持续让请求进入,可能会导致系统崩溃,无法响应。在集群环境下,网络负载均衡会把本应这台机器承载的流量转发到其它的机器上去。如果这个时候其它的机器也处在一个边缘状态的时候,这个增加的流量就会导致这台机器也崩溃,最后导致整个集群不可用。

    针对这个情况,Sentinel 提供了对应的保护机制,让系统的入口流量和系统的负载达到一个平衡,保证系统在能力范围之内处理最多的请求。

    Sentinel的工作机制

    Sentinel 的主要工作机制如下:

    • 对主流框架提供适配或者显示的 API,来定义需要保护的资源,并提供设施对资源进行实时统计和调用链路分析。
    • 根据预设的规则,结合对资源的实时统计信息,对流量进行控制。同时,Sentinel 提供开放的接口,方便您定义及改变规则。
    • Sentinel 提供实时的监控系统,方便您快速了解目前系统的状态。

    Hystrix

    雪崩效应

    在微服务架构中,一个请求需要调用多个服务是非常常见的。如客户端访问A服务,而A服务需要调用B服务,B服务需要调用C服务,由于网络原因或者自身的原因,如果B服务或者C服务不能及时响应,A服务将处于阻塞状态,直到B服务C服务响应。此时若有大量的请求涌入,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,造成连锁反应,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。

    雪崩是系统中的蝴蝶效应导致其发生的原因多种多样,有不合理的容量设计,或者是高并发下某一个方法响应变慢,亦或是某台机器的资源耗尽。从源头上我们无法完全杜绝雪崩源头的发生,但是雪崩的根本原因来源于服务之间的强依赖,所以我们可以提前评估,做好熔断,隔离,限流。

    服务隔离

    顾名思义,它是指将系统按照一定的原则划分为若干个服务模块,各个模块之间相对独立,无强依赖。当有故障发生时,能将问题和影响隔离在某个模块内部,而不扩散风险,不波及其它模块,不影响整体的系统服务。

    熔断降级

    熔断这一概念来源于电子工程中的断路器(Circuit Breaker)。在互联网系统中,当下游服务因访问压力过大而响应变慢或失败,上游服务为了保护系统整体的可用性,可以暂时切断对下游服务的调用。这种牺牲局部,保全整体的措施就叫做熔断。

    所谓降级,就是当某个服务熔断之后,服务器将不再被调用,此时客户端可以自己准备一个本地的fallback回调,返回一个缺省值。 也可以理解为兜底。

    服务限流

    限流可以认为服务降级的一种,限流就是限制系统的输入和输出流量已达到保护系统的目的。一般来说系统的吞吐量是可以被测算的,为了保证系统的稳固运行,一旦达到的需要限制的阈值,就需要限制流量并采取少量措施以完成限制流量的目的。比方:推迟解决,拒绝解决,或者者部分拒绝解决等等。

    Hystrix介绍

    Hystrix 是由Netflix开源的一个延迟和容错库,用于隔离访问远程系统、服务或者第三方库,防止级联失败,从而提升系统的可用性与容错性。Hystrix主要通过以下几点实现延迟和容错。

    包裹请求:使用 HystrixCommand包裹对依赖的调用逻辑,每个命令在独立线程中执行。这使用了设计模式中的“命令模式”。
    跳闸机制:当某服务的错误率超过一定的阈值时, Hystrix可以自动或手动跳闸,停止请求该服务一段时间。
    资源隔离: Hystrix为每个依赖都维护了一个小型的线程池(或者信号量)。如果该线程池已满,发往该依赖的请求就被立即拒绝,而不是排队等待,从而加速失败判定。
    监控: Hystrix可以近乎实时地监控运行指标和配置的变化,例如成功、失败、超时、以及被拒绝的请求等。
    回退机制:当请求失败、超时、被拒绝,或当断路器打开时,执行回退逻辑。回退逻辑由开发人员自行提供,例如返回一个缺省值。
    自我修复:断路器打开一段时间后,会自动进入 “半开”状态。

    熔断器的状态

    熔断器有三个状态 CLOSED 、 OPEN 、 HALF_OPEN 熔断器默认关闭状态,当触发熔断后状态变更为OPEN ,在等待到指定的时间,Hystrix会放请求检测服务是否开启,这期间熔断器会变为 HALF_OPEN 半开启状态,熔断探测服务可用则继续变更为 CLOSED 关闭熔断器。

    Closed :关闭状态(断路器关闭),所有请求都正常访问。代理类维护了最近调用失败的次数,如果某次调用失败,则使失败次数加1。如果最近失败次数超过了在给定时间内允许失败的阈值,则代理类切换到断开(Open)状态。此时代理开启了一个超时时钟,当该时钟超过了该时间,则切换到半断开(Half-Open)状态。该超时时间的设定是给了系统一次机会来修正导致调用失败的错误。

    Open :打开状态(断路器打开),所有请求都会被降级。Hystix会对请求情况计数,当一定时间内失败请求百分比达到阈值,则触发熔断,断路器会完全关闭。默认失败比例的阈值是50%,请求次数最少不低于20次。

    Half Open :半开状态,open状态不是永久的,打开后会进入休眠时间(默认是5S)。随后断路器会自动进入半开状态。此时会释放1次请求通过,若这个请求是健康的,则会关闭断路器,否则继续保持打开,再次进行5秒休眠计时。

    熔断器的隔离策略

    微服务使用Hystrix熔断器实现了服务的自动降级,让微服务具备自我保护的能力,提升了系统的稳定性,也较好的解决雪崩效应。其使用方式目前支持两种策略:

    • 线程池隔离策略: 使用一个线程池来存储当前的请求,线程池对请求作处理,设置任务返回处理超时时间,堆积的请求堆积入线程池队列。这种方式需要为每个依赖的服务申请线程池,有一定的资源消耗,好处是可以应对突发流量(流量洪峰来临时,处理不完可将数据存储到线程池队里慢慢处理)
    • 信号量隔离策略: 使用一个原子计数器(或信号量)来记录当前有多少个线程在运行,请求来先判断计数器的数值,若超过设置的最大线程个数则丢弃改类型的新请求,若不超过则执行计数操作请求来计数器+1,请求返回计数器-1。这种方式是严格的控制线程且立即返回模式,无法应对突发流量(流量洪峰来临时,处理的线程超过数量,其他的请求会直接返回,不继续去请求依赖的服务)

    Hystrix的核心源码

    Hystrix 底层基于 RxJava,RxJava 是响应式编程开发库,因此Hystrix的整个实现策略简单说即:把一个HystrixCommand封装成一个Observable(待观察者),针对自身要实现的核心功能,对Observable进行各种装饰,并在订阅各步装饰的Observable,以便在指定事件到达时,添加自己的业务。

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    Hystrix 主要有4种调用方式:

    • toObservable() 方法 :未做订阅,只是返回一个Observable 。
    • observe() 方法 :调用 #toObservable() 方法,并向 Observable 注册 rx.subjects.ReplaySubject发起订阅。
    • queue() 方法 :调用 #toObservable() 方法的基础上,调用:Observable#toBlocking() 和BlockingObservable#toFuture() 返回 Future 对象
    • execute() 方法 :调用 #queue() 方法的基础上,调用 Future#get() 方法,同步返回 #run() 的执行结果。

    主要的执行逻辑:

    1. 每次调用创建一个新的HystrixCommand,把依赖调用封装在run()方法中.

    2. 执行execute()/queue做同步或异步调用.

    3. 判断熔断器(circuit-breaker)是否打开,如果打开跳到步骤8,进行降级策略,如果关闭进入步骤.

      4 . 判断线程池/队列/信号量是否跑满,如果跑满进入降级步骤8,否则继续后续步骤.

    4. 调用HystrixCommand的run方法.运行依赖逻辑,依赖逻辑调用超时,进入步骤8.

    5. 判断逻辑是否调用成功。返回成功调用结果;调用出错,进入步骤8.

    6. 计算熔断器状态,所有的运行状态(成功, 失败, 拒绝,超时)上报给熔断器,用于统计从而判断熔断器状态.

    7. getFallback()降级逻辑。以下四种情况将触发getFallback调用:

    8. run()方法抛出非HystrixBadRequestException异常。

    9. run()方法调用超时

    10. 熔断器开启拦截调用

    11. 线程池/队列/信号量是否跑满

    12. 没有实现getFallback的Command将直接抛出异常,fallback降级逻辑调用成功直接返回,降级逻辑调用失败抛出异常.

    13. 返回执行成功结果

    限流

    (1) 计数器

    计数器限流算法是最简单的一种限流实现方式。其本质是通过维护一个单位时间内的计数器,每次请求计数器加1,当单位时间内计数器累加到大于设定的阈值,则之后的请求都被拒绝,直到单位时间已经过去,再将计数器重置为零

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    ( 2) 漏桶算法

    漏桶算法可以很好地限制容量池的大小,从而防止流量暴增。漏桶可以看作是一个带有常量服务时间的单服务器队列,如果漏桶(包缓存)溢出,那么数据包会被丢弃。 在网络中,漏桶算法可以控制端口的流量输出速率,平滑网络上的突发流量,实现流量整形,从而为网络提供一个稳定的流量。

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    为了更好的控制流量,漏桶算法需要通过两个变量进行控制:一个是桶的大小,支持流量突发增多时可以存多少的水(burst),另一个是水桶漏洞的大小(rate)。

    ( 3) 令牌桶算法

    令牌桶算法是对漏桶算法的一种改进,桶算法能够限制请求调用的速率,而令牌桶算法能够在限制调用的平均速率的同时还允许一定程度的突发调用。在令牌桶算法中,存在一个桶,用来存放固定数量的令牌。算法中存在一种机制,以一定的速率往桶中放令牌。每次请求调用需要先获取令牌,只有拿到令牌,才有机会继续执行,否则选择选择等待可用的令牌、或者直接拒绝。放令牌这个动作是持续不断的进行,如果桶中令牌数达到上限,就丢弃令牌,所以就存在这种情况,桶中一直有大量的可用令牌,这时进来的请求就可以直接拿到令牌执行,比如设置qps为100,那么限流器初始化完成一秒后,桶中就已经有100个令牌了,这时服务还没完全启动好,等启动完成对外提供服务时,该限流器可以抵挡瞬时的100个请求。所以,只有桶中没有令牌时,请求才会进行等待,最后相当于以一定的速率执行。

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    在Wikipedia上,令牌桶算法是这么描述的:

    1、每过1/r秒桶中增加一个令牌。

    2、桶中最多存放b个令牌,如果桶满了,新放入的令牌会被丢弃。

    3、当一个n字节的数据包到达时,消耗n个令牌,然后发送该数据包。

    4、如果桶中可用令牌小于n,则该数据包将被缓存或丢弃。

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