阿里二面:外部接口大量超時(shí),把整個(gè)系統(tǒng)拖垮,引發(fā)雪崩!如何解決...
大家好，我是Tom哥~
互聯(lián)網(wǎng)+ 時(shí)代，業(yè)務(wù)數(shù)字化已經(jīng)蔓延到你能想到的各個(gè)行業(yè)。各種業(yè)務(wù)功能、營(yíng)銷玩法越來越多，系統(tǒng)也越來越復(fù)雜。
面對(duì)不斷復(fù)雜的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，腦子越來越不夠用了
于是 聰明的人們 提出了 微服務(wù) 的設(shè)計(jì)思想
本著 復(fù)雜的事情簡(jiǎn)單化 的原則，我們將一個(gè)大的系統(tǒng)拆分成若干個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè) 子系統(tǒng) 職責(zé)單一，按 DDD 的設(shè)計(jì)理念，承載一個(gè)子域的業(yè)務(wù)建設(shè)。
于是，人們可以將精力聚焦，專心完成某一個(gè)業(yè)務(wù)點(diǎn)的深度建設(shè)。
多個(gè)微服務(wù)系統(tǒng)之間通過 RPC 框架（如：dubbo、spring cloud、gRPC 等）完成了串聯(lián)，但隨著調(diào)用量越來越大，人們發(fā)現(xiàn)服務(wù)與服務(wù)之間的穩(wěn)定性變得越來越重要
舉個(gè)例子：
- Service D 掛了，響應(yīng)很慢
- Service G 和 Service F ，都依賴 Service D，也會(huì)受到牽連，對(duì)外響應(yīng)也會(huì)變慢
- 影響層層向上傳遞，Service A 和 Service B 也會(huì)被拖垮
- 最后，引發(fā)雪崩效應(yīng)，系統(tǒng)的故障影響面會(huì)越來越大
為了解決這種問題，我們需要引入 熔斷 機(jī)制。“當(dāng)斷則斷，不受其亂。當(dāng)斷不斷，必受其難”
什么是熔斷？
熔斷，其實(shí)是對(duì)調(diào)用鏈路中某個(gè)資源出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)（如：調(diào)用超時(shí)或異常比例升高），對(duì)這個(gè)資源的調(diào)用進(jìn)行限制，讓請(qǐng)求快速失敗，避免影響到其它的資源而導(dǎo)致級(jí)聯(lián)錯(cuò)誤。
當(dāng)資源被降級(jí)后，在接下來的降級(jí)時(shí)間窗口內(nèi)，對(duì)該資源的調(diào)用都自動(dòng)熔斷（默認(rèn)是拋出 BlockException）
目前市面上的熔斷框架很多，如：Sentinel、Hystrix、Resilience4j 等，這些框架的設(shè)計(jì)理念都差不多。
本文重點(diǎn)講下 Sentinel 是如何在項(xiàng)目中使用的
Sentinel (分布式系統(tǒng)的流量防衛(wèi)兵) 是阿里開源的一套用于服務(wù)容錯(cuò)的綜合性解決方案。它以流量為切入點(diǎn), 從流量控制、熔斷降級(jí)、系統(tǒng)負(fù)載保護(hù)等多個(gè)維度來保護(hù)服務(wù)的穩(wěn)定性。
核心分為兩部分：
1、核心庫（Java 客戶端）：能夠運(yùn)行在所有 Java 環(huán)境，對(duì) Dubbo 、Spring Cloud 等框架也有較好的支持。
2、控制臺(tái)（Dashboard）：基于 Spring Boot 開發(fā)，打包后可以直接運(yùn)行。
Sentinel 熔斷種類：
- RT 響應(yīng)時(shí)間
- 異常數(shù)
- 異常比例
Sentinel 安裝
首先，官網(wǎng)下載 sentinel 控制臺(tái)安裝包
下載地址：https://github.com/alibaba/Sentinel/releases
下載 Jar 包后，打開終端，運(yùn)行命令
java -Dserver.port=8180 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8180 -Dproject.name=sentinel-dashboard -jar sentinel-dashboard-1.8.1.jar
登陸Sentinal控制臺(tái)：
默認(rèn)用戶和密碼都是 sentinel ，登錄成功后的界面如下，先來個(gè)直觀感受
控制臺(tái)配置熔斷規(guī)則：
這里表示熔斷策略選擇 慢調(diào)用比例，響應(yīng)時(shí)間超過200毫秒則標(biāo)記為慢請(qǐng)求。如果在一個(gè)1000 ms的統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)（可自行調(diào)整），慢請(qǐng)求比例超過30%且數(shù)量超過3個(gè)，則對(duì)后續(xù)請(qǐng)求進(jìn)行熔斷，熔斷時(shí)長(zhǎng)為10秒鐘，10秒以后恢復(fù)正常。
注解式接入
接入非常簡(jiǎn)單，只需要提前在控制臺(tái)配置好資源規(guī)則，然后在代碼中添加 @SentinelResource注解即可。
// 資源名稱為handle1
@RequestMapping("/handle1")
@SentinelResource(value = "handle1", blockHandler = "blockHandlerTestHandler")
public String handle1(String params) {
// 業(yè)務(wù)邏輯處理
return "success";
}
// 接口方法 handle1 的 兜底方法
public String blockHandlerTestHandler(String params, BlockException blockException) {
return "兜底返回";
}
達(dá)到閾值后，系統(tǒng)的默認(rèn)提示是一段英文，很不友好，我們可以自定義兜底方法。在@SentinelResource注解中進(jìn)一步配置 blockHandler、fallback 屬性字段
blockHandler：主觀層面，如果被限流或熔斷，則調(diào)用該方法，進(jìn)行兜底處理fallback：對(duì)業(yè)務(wù)的異常兜底，比如，執(zhí)行過程中拋了各種Exception，則調(diào)用該方法，進(jìn)行兜底處理
通過上面兩層兜底，可以讓Sentinel 框架更加人性化，體驗(yàn)更好。
注意：注解式開發(fā)，需要添加在方法上，作用域范圍相對(duì)固定。下面的項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)中，我們也可以采用
顯示形式，可以靈活圈定代碼塊范圍。
項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)
我們這邊有個(gè)項(xiàng)目，考慮到客戶的部署成本，想做一個(gè)輕量級(jí)方案，需求如下：
- 既想引入框架的熔斷功能，又不想部署控制臺(tái)
- 攔截點(diǎn)相對(duì)收攏，類似與dubbo消費(fèi)端遠(yuǎn)程訪問一樣，在代理類的遠(yuǎn)程通訊位置做攔截處理
概要方案--流程圖：
1、我們通過 Proxy.newProxyInstance 為所有的接口創(chuàng)建了代理子類
2、所有對(duì)代理子類的方法調(diào)用全部收攏到 InvocationHandler
3、我們講類名和方法名做一個(gè)拼接，然后去 熔斷規(guī)則表查詢，看是否配置了規(guī)則
4、如果沒有，那么走常規(guī)則遠(yuǎn)程調(diào)用邏輯
5、如果有，將遠(yuǎn)程調(diào)用邏輯納入 Sentinel 的監(jiān)控管轄
6、如果觸發(fā)了 熔斷機(jī)制，則直接拋出 BlockException ，上層業(yè)務(wù)攔截異常，做特殊處理，比如：修飾下給用戶更合適的文案提示。
熔斷狀態(tài)機(jī)：
核心的代碼邏輯，繼續(xù)往下看
首先，引入 Sentinel 的依賴包：
<!-- 限流、熔斷框架 -->
<dependency>
<groupId>com.alibaba.csp</groupId>
<artifactId>sentinel-core</artifactId>
<version>1.8.3</version>
</dependency>
熔斷規(guī)則表設(shè)計(jì)：
CREATE TABLE `degrade_rule` (
`id` bigint unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵',
`resource_name` varchar(256) NOT NULL COMMENT '資源名稱',
`count` double NOT NULL COMMENT '慢調(diào)用時(shí)長(zhǎng)，單位 毫秒',
`slow_ratio_threshold` double NOT NULL COMMENT '慢調(diào)用比例閾值',
`min_request_amount` int NOT NULL COMMENT '熔斷觸發(fā)的最小請(qǐng)求數(shù)',
`stat_interval` int NOT NULL COMMENT '統(tǒng)計(jì)時(shí)長(zhǎng)，單位 毫秒',
`time_window` int NOT NULL COMMENT '熔斷時(shí)長(zhǎng)，單位為 s',
`created_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '創(chuàng)建時(shí)間',
`updated_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '修改時(shí)間',
PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
UNIQUE KEY `uk_resource_name` (`resource_name`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8mb3 COMMENT='熔斷規(guī)則表';
由于放棄了部署控制臺(tái)，我們只能自己管理熔斷規(guī)則的各個(gè)屬性值。可以按企業(yè)內(nèi)部管理后臺(tái)風(fēng)格，開發(fā)頁面管理這些規(guī)則。
當(dāng)然，早期可以采用更簡(jiǎn)單粗暴方式，在數(shù)據(jù)庫表手動(dòng)初始化數(shù)據(jù)。如果要調(diào)整規(guī)則，走 SQL 訂正。
為了盡可能實(shí)時(shí)感知規(guī)則表數(shù)據(jù)變更，開發(fā)了定時(shí)任務(wù)，每 10 秒運(yùn)行一次。
@Scheduled(cron = "0/10 * * * * ? ")
public void loadDegradeRule() {
List<DegradeRuleDO> degradeRuleDOList = degradeRuleDao.queryAllRule();
if (CollectionUtils.isEmpty(degradeRuleDOList)) {
return;
}
String newMd5Hex = DigestUtils.md5Hex(JSON.toJSONString(degradeRuleDOList));
if (StringUtils.isBlank(newMd5Hex) || StringUtils.equals(lastMd5Hex, newMd5Hex)) {
return;
}
List<DegradeRule> rules = null;
List<String> resourceNameList = new ArrayList<>();
rules = degradeRuleDOList.stream().map(degradeRuleDO -> {
//資源名，即規(guī)則的作用對(duì)象
DegradeRule rule = new DegradeRule(degradeRuleDO.getResourceName())
// 熔斷策略，支持慢調(diào)用比例/異常比例/異常數(shù)策略
.setGrade(CircuitBreakerStrategy.SLOW_REQUEST_RATIO.getType())
//慢調(diào)用比例模式下為慢調(diào)用臨界 RT（超出該值計(jì)為慢調(diào)用）；異常比例/異常數(shù)模式下為對(duì)應(yīng)的閾值
.setCount(degradeRuleDO.getCount())
// 熔斷時(shí)長(zhǎng)，單位為 s
.setTimeWindow(degradeRuleDO.getTimeWindow())
// 慢調(diào)用比例閾值
.setSlowRatioThreshold(degradeRuleDO.getSlowRatioThreshold())
//熔斷觸發(fā)的最小請(qǐng)求數(shù)，請(qǐng)求數(shù)小于該值時(shí)即使異常比率超出閾值也不會(huì)熔斷
.setMinRequestAmount(degradeRuleDO.getMinRequestAmount())
//統(tǒng)計(jì)時(shí)長(zhǎng)（單位為 ms）
.setStatIntervalMs(degradeRuleDO.getStatInterval());
resourceNameList.add(degradeRuleDO.getResourceName());
return rule;
}).collect(Collectors.toList());
if (CollectionUtils.isNotEmpty(rules)) {
DegradeRuleManager.loadRules(rules);
ConsumerProxyFactory.resourceNameList = resourceNameList;
lastMd5Hex = newMd5Hex;
}
log.error("[DegradeRuleConfig] 熔斷規(guī)則加載: " + rules);
}
考慮到規(guī)則變更頻率不會(huì)很高，沒有必要每次都DegradeRuleManager.loadRules重新加載規(guī)則。這里設(shè)計(jì)了個(gè)小竅門
DigestUtils.md5Hex(JSON.toJSONString(degradeRuleDOList));
對(duì)查詢的規(guī)則內(nèi)容 JSON 序列化，然后計(jì)算其md5摘要，如果跟上一次的結(jié)果一致，說明這期間沒有變更，直接 return ，不做處理。
定義子類，實(shí)現(xiàn)了 InvocationHandler 接口。通過 Proxy.newProxyInstance 為目標(biāo)接口創(chuàng)建一個(gè)代理子類。
這樣，每次調(diào)用接口方法，實(shí)際都是在調(diào)用 invoke 方法
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
Class<?> clazz = proxy.getClass().getInterfaces()[0];
String urlCode = clazz.getName() + "#" + method.getName();
if (resourceNameList.contains(urlCode)) {
// 增加熔斷處理
Entry entry = null;
try {
entry = SphU.entry(urlCode);
// 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)調(diào)用，獲取結(jié)果
responseString = HttpClientUtil.postJsonRequest(url, header, body);
} catch (BlockException blockException) {
// 觸發(fā)熔斷
log.error("degrade trigger ! remote url :{} ", urlCode);
throw new DegradeBlockExcetion(urlCode);
} finally {
if (entry != null) {
entry.exit();
}
}
} else {
// 常規(guī)處理，不走熔斷判斷邏輯
// 省略
}
}
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：
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