熔斷與降級為什麼在RPC環節中有熔斷以及降級的需求，詳細的原因這裡不多解釋，從網上搜索一張圖做示意。熔斷我理解熔段主要解決如下幾個問題：當所依賴的對象不穩定時，能夠起到快速失敗的目的快速失敗後，能夠根據一定的演算法動態試探所依賴對象是否恢復比如產品詳細頁獲取產品的好評總數時，由於後端服務異 ...

熔斷與降級

為什麼在RPC環節中有熔斷以及降級的需求，詳細的原因這裡不多解釋，從網上搜索一張圖做示意。

熔斷

我理解熔段主要解決如下幾個問題：

當所依賴的對象不穩定時，能夠起到快速失敗的目的
快速失敗後，能夠根據一定的演算法動態試探所依賴對象是否恢復

比如產品詳細頁獲取產品的好評總數時，由於後端服務異常導致客戶端每次都需要等到超時。如果短時間內服務不能恢復，那麼這段時間內的所有請求時間都將是最大的超時時間，這類消費時間又得不到正確結果的現象是不能容忍的。所以遇到這類情況，就需要根據一定的演算法判定服務短時間不可用，將後面的請求進行快速失敗處理，這樣可以節省服務等待時間。

同時，後端服務是有可能自主或者人為在一定時間內恢復的，所以之前被判定為快速失敗的服務，需要有能力去試探服務是否已經恢復。

上面提到的快速失敗以及自主恢復現象就是熔斷

降級

降級是指自己的待遇下降了，從RPC調用環節來講，就是去訪問一個本地的偽裝者而不是真實的服務，但這對調用端來說是沒有區別的。拿電商展示某個產品的詳細頁來說：

當載入評論時，由於評論服務不可用，此時可以返回一些預設的評論
當載入產品庫存，由於庫存服務不可用，此時可以固定顯示一個庫存數

上面提供返回預設評論，固定庫存的服務就是偽裝服務，這類服務一般不依賴其它服務，穩定性最高。由偽裝者提供服務給客戶端的現象就是服務降級。

RPC如何支持熔斷與降級

一種最簡單的辦法就是借用hystrix來實現。

引入包依賴

由於示例未採用註解式方案，所以只需要引用下麵兩個包即可。


<dependency>
    <groupId>com.netflix.hystrix</groupId>
    <artifactId>hystrix-core</artifactId>
    <version>${hystrix-version}</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.netflix.hystrix</groupId>
    <artifactId>hystrix-metrics-event-stream</artifactId>
    <version>${hystrix-version}</version>
</dependency>

實現命令模式

hystrix遵循命令模式，這裡可以往這個標準的UML圖上去套。

創建一個新的類，RpcHystrixCommand，繼承自HystrixCommand即可。

我這裡採用線程隔離方式。

構造函數參數

由於需要遠程調用，所以構造函數需要接收遠程調用所需求必要參數


/**
 * 遠程目標方法
 */
private Method method;

/**
 * 遠程目標介面
 */
private Object obj;

/**
 * 遠程方法所需要的參數
 */
private Object[] params;

/**
 * 遠程介面客戶端引用註解
 */
private RpcReference rpcReference;

/**
 * RPC客戶端配置
 */
private ReferenceConfig referenceConfig;

構造函數方法簽名:

public RpcHystrixCommand(Object obj, Method method, Object[] params, RpcReference rpcReference, ReferenceConfig referenceConfig)

初始化hystrix

這裡只是一個示例，所以參數設置比較隨意，詳細的可參考文檔。


super(Setter.withGroupKey(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("CircuitBreakerRpcHystrixCommandGroup"))
                        .andCommandKey(HystrixCommandKey.Factory.asKey("CircuitBreakerRpcHystrixCommandKey"))
                        .andCommandPropertiesDefaults(
                                HystrixCommandProperties.Setter()
                                        .withCircuitBreakerEnabled(true)
                                        .withCircuitBreakerRequestVolumeThreshold(1)
                                        .withCircuitBreakerErrorThresholdPercentage(50)
                                        .withCircuitBreakerSleepWindowInMilliseconds(5*1000)
                                        .withMetricsRollingStatisticalWindowInMilliseconds(10*1000)
                        )
                       .andThreadPoolKey(HystrixThreadPoolKey.Factory.asKey("CircuitBreakerRpcHystrixCommandPool"))
                       .andThreadPoolPropertiesDefaults(
                                HystrixThreadPoolProperties.Setter().withCoreSize(100)
                )
        );

run()函數

run()函數就是正常調用時所需要執行的方法，將調用遠程通信的邏輯遷移到此，由於此處不涉及今天講的熔斷降級，所以不用關心裡面的代碼。

@Override
protected Object run() {
  // 執行遠程調用
}

擴展rpcReference註解以支持降級

在之前的註解中增加一個屬性，用來配置服務偽裝者所屬的類對象

public @interface RpcReference {
    /**
     * 服務降級的偽裝者類對象
     * @return
     */
    Class<?> fallbackServiceClazz() default Object.class;
}

getFallback()函數

當快速失敗時，我們希望返回一些預先準備好的值給到客戶端，實現這個需求就需要實現這個fallback函數。

偽裝者的邏輯由於是客戶端控制，所以我們通過參數來動態支持。通過rpcReference註解可以獲取配置的偽裝者

protected Object getFallback() {

        Method[] methods = this.rpcReference.fallbackServiceClazz().getMethods();
        for (Method methodFallback : methods) {
            if(this.method.getName().equals(methodFallback.getName())){
                try {
                    Object fallbackServiceMock= ApplicationContextUtils.getApplicationContext().getBean(this.rpcReference.fallbackServiceClazz());
                    return  methodFallback.invoke(fallbackServiceMock,this.params);
                } catch (IllegalAccessException e) {
                    logger.error("RpcHystrixCommand.getFallback error",e);
                } catch (InvocationTargetException e) {
                    logger.error("RpcHystrixCommand.getFallback error",e);
                }
            }
        }
        throw new RpcException("service fallback unimplement");
    }

RpcProxy嵌入熔斷降級機制

代理的invoke方法，將改調用命令模式的execute方法來代替。

@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {

    RpcHystrixCommand rpcHystrixCommand=new RpcHystrixCommand(proxy,method,args,this.reference,this.referenceConfig);
    return rpcHystrixCommand.execute();
}

客戶端使用

dubbo有一個mock機制，功能有些弱，有興趣可以自行研究。我這裡更加傾向於根據邏輯來判斷是否使用熔斷降級，降級的邏輯需要有更多的支持。

Spring Cloud的熔斷降級的做法與我的類似,它是通過註解在介面上


@FeignClient(value = "JIM-CLOUD-PROVIDER-SERVER",fallback = ProductServiceHystrix.class)
public interface ProductService {
    @RequestMapping(value = "/product/{productId}",method = RequestMethod.GET)
    String getById(@PathVariable("productId") final long productId);

}

創建偽裝者介面

定義偽裝者介面，約定成員方法的簽名與真身相同。

public interface ProductCommentMockService {
    Product getById(Long productId);
}

實現偽裝者介面

實現偽裝者介面，這裡不光是簡單的固定數據,可心任意編寫偽裝者業務邏輯，與普通的service bean 沒有區別。

@Service
public class ProductCommentMockServiceImpl implements ProductCommentMockService {
    @Override
    public Product getById(Long productId) {

        Product mockProduct=new Product();
        mockProduct.setId(0L);
        mockProduct.setName("mock product name");

        return mockProduct;
    }
}

服務引用使用熔斷降級機制

在引用遠程服務介面的註解上，配置偽裝者介面的類即可。

@RpcReference(
        maxExecutesCount = 1,
        fallbackServiceClazz = ProductCommentMockService.class
)
private ProductService productService;

測試

故意不啟動服務端，請求介面，此時出現mock數據說明組件功能正常。

{"id":0,"name":"mock product name"}

待解決問題

由於熔斷器採用的是新線程執行，所以會影響Rpc上下文傳遞的參數傳遞，後續我再解決。

本文源碼

https://github.com/jiangmin168168/jim-framework

文中代碼是依賴上述項目的，如果有不明白的可下載源碼

簡易RPC框架-熔斷降級機制