摘要：为每个依赖提供一个小的线程池或信号，如果线程池已满调用将被立即拒绝，默认不采用排队加速失败判定时间。
最近小主看到很多公众号都在发布Hystrix停更的文章，spring cloud体系的使用者和拥护者一片哀嚎，实际上，spring作为Java最大的家族，根本不需要担心其中一两个零件的废弃，Hystrix的停更，只会催生更多或者更好的零件来替代它，因此，我们需要做的是：**知道Hystrix是干嘛，怎么用的，这样要找替代者就易于反掌了。
1. 为什么需要Hystrix?文章提纲：
为什么需要Hystrix?
Hystrix如何解决依赖隔离
如何使用Hystrix
在大中型分布式系统中，通常系统很多依赖(HTTP,hession,Netty,Dubbo等)，如下图:
在高并发访问下,这些依赖的稳定性与否对系统的影响非常大,但是依赖有很多不可控问题:如网络连接缓慢，资源繁忙，暂时不可用，服务脱机等.
如下图：QPS为50的依赖 I 出现不可用，但是其他依赖仍然可用.
当依赖I 阻塞时,大多数服务器的线程池就出现阻塞(BLOCK),影响整个线上服务的稳定性.如下图:
在复杂的分布式架构的应用程序有很多的依赖，都会不可避免地在某些时候失败。高并发的依赖失败时如果没有隔离措施，当前应用服务就有被拖垮的风险。
例如:一个依赖30个SOA服务的系统,每个服务99.99%可用。 99.99%的30次方 ≈ 99.7% 0.3% 意味着一亿次请求 会有 3,000,00次失败 换算成时间大约每月有2个小时服务不稳定. 随着服务依赖数量的变多，服务不稳定的概率会成指数性提高.
解决问题方案:对依赖做隔离,Hystrix就是处理依赖隔离的框架,同时也是可以帮我们做依赖服务的治理和监控.
Netflix 公司开发并成功使用Hystrix,使用规模如下:
he Netflix API processes 10+ billion HystrixCommand executions per day using thread isolation. Each API instance has 40+ thread-pools with 5-20 threads in each (most are set to 10).2. Hystrix如何解决依赖隔离
Hystrix使用命令模式HystrixCommand(Command)包装依赖调用逻辑，每个命令在多带带线程中/信号授权下执行。
可配置依赖调用超时时间,超时时间一般设为比99.5%平均时间略高即可.当调用超时时，直接返回或执行fallback逻辑。
为每个依赖提供一个小的线程池（或信号），如果线程池已满调用将被立即拒绝，默认不采用排队.加速失败判定时间。
依赖调用结果分:成功，失败（抛出异常），超时，线程拒绝，短路。 请求失败(异常，拒绝，超时，短路)时执行fallback(降级)逻辑。
提供熔断器组件,可以自动运行或手动调用,停止当前依赖一段时间(10秒)，熔断器默认错误率阈值为50%,超过将自动运行。
提供近实时依赖的统计和监控
Hystrix依赖的隔离架构,如下图:
使用maven引入Hystrix依赖
1.3.16 1.1.2 com.netflix.hystrix hystrix-core ${hystrix.version} com.netflix.hystrix hystrix-metrics-event-stream ${hystrix-metrics-event-stream.version} nexus local private nexus http://maven.oschina.net/content/groups/public/ true false
使用命令模式封装依赖逻辑
public class HelloWorldCommand extends HystrixCommand{ private final String name; public HelloWorldCommand(String name) { //最少配置:指定命令组名(CommandGroup) super(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("ExampleGroup")); this.name = name; } @Override protected String run() { // 依赖逻辑封装在run()方法中 return "Hello " + name +" thread:" + Thread.currentThread().getName(); } //调用实例 public static void main(String[] args) throws Exception{ //每个Command对象只能调用一次,不可以重复调用, //重复调用对应异常信息:This instance can only be executed once. Please instantiate a new instance. HelloWorldCommand helloWorldCommand = new HelloWorldCommand("Synchronous-hystrix"); //使用execute()同步调用代码,效果等同于:helloWorldCommand.queue().get(); String result = helloWorldCommand.execute(); System.out.println("result=" + result); helloWorldCommand = new HelloWorldCommand("Asynchronous-hystrix"); //异步调用,可自由控制获取结果时机, Future future = helloWorldCommand.queue(); //get操作不能超过command定义的超时时间,默认:1秒 result = future.get(100, TimeUnit.MILLISECONDS); System.out.println("result=" + result); System.out.println("mainThread=" + Thread.currentThread().getName()); } } //运行结果: run()方法在不同的线程下执行 // result=Hello Synchronous-hystrix thread:hystrix-HelloWorldGroup-1 // result=Hello Asynchronous-hystrix thread:hystrix-HelloWorldGroup-2 // mainThread=main
note:异步调用使用 command.queue()get(timeout, TimeUnit.MILLISECONDS);同步调用使用command.execute() 等同于 command.queue().get();
注册异步事件回调执行
//注册观察者事件拦截 Observablefs = new HelloWorldCommand("World").observe(); //注册结果回调事件 fs.subscribe(new Action1 () { @Override public void call(String result) { //执行结果处理,result 为HelloWorldCommand返回的结果 //用户对结果做二次处理. } }); //注册完整执行生命周期事件 fs.subscribe(new Observer () { @Override public void onCompleted() { // onNext/onError完成之后最后回调 System.out.println("execute onCompleted"); } @Override public void onError(Throwable e) { // 当产生异常时回调 System.out.println("onError " + e.getMessage()); e.printStackTrace(); } @Override public void onNext(String v) { // 获取结果后回调 System.out.println("onNext: " + v); } }); /* 运行结果 call execute result=Hello observe-hystrix thread:hystrix-HelloWorldGroup-3 onNext: Hello observe-hystrix thread:hystrix-HelloWorldGroup-3 execute onCompleted */
使用Fallback() 提供降级策略
//重载HystrixCommand 的getFallback方法实现逻辑 public class HelloWorldCommand extends HystrixCommand{ private final String name; public HelloWorldCommand(String name) { super(Setter.withGroupKey(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("HelloWorldGroup")) /* 配置依赖超时时间,500毫秒*/ .andCommandPropertiesDefaults(HystrixCommandProperties.Setter().withExecutionIsolationThreadTimeoutInMilliseconds(500))); this.name = name; } @Override protected String getFallback() { return "exeucute Falled"; } @Override protected String run() throws Exception { //sleep 1 秒,调用会超时 TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1000); return "Hello " + name +" thread:" + Thread.currentThread().getName(); } public static void main(String[] args) throws Exception{ HelloWorldCommand command = new HelloWorldCommand("test-Fallback"); String result = command.execute(); } } /* 运行结果:getFallback() 调用运行 getFallback executed */
NOTE: 除了HystrixBadRequestException异常之外，所有从run()方法抛出的异常都算作失败，并触发降级getFallback()和断路器逻辑。
HystrixBadRequestException用在非法参数或非系统故障异常等不应触发回退逻辑的场景。
依赖命名:CommandKey
public HelloWorldCommand(String name) {
super(Setter.withGroupKey(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("ExampleGroup"))
/* HystrixCommandKey工厂定义依赖名称 */
.andCommandKey(HystrixCommandKey.Factory.asKey("HelloWorld")));
this.name = name;
}
NOTE: 每个CommandKey代表一个依赖抽象,相同的依赖要使用相同的CommandKey名称。依赖隔离的根本就是对相同CommandKey的依赖做隔离.
依赖分组:CommandGroup
命令分组用于对依赖操作分组,便于统计,汇总等.
//使用HystrixCommandGroupKey工厂定义
public HelloWorldCommand(String name) {
Setter.withGroupKey(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("HelloWorldGroup"))
}
NOTE: CommandGroup是每个命令最少配置的必选参数，在不指定ThreadPoolKey的情况下，字面值用于对不同依赖的线程池/信号区分.
线程池/信号:ThreadPoolKey
public HelloWorldCommand(String name) {
super(Setter.withGroupKey(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("ExampleGroup"))
.andCommandKey(HystrixCommandKey.Factory.asKey("HelloWorld"))
/* 使用HystrixThreadPoolKey工厂定义线程池名称*/
.andThreadPoolKey(HystrixThreadPoolKey.Factory.asKey("HelloWorldPool")));
this.name = name;
}
NOTE: 当对同一业务依赖做隔离时使用CommandGroup做区分,但是对同一依赖的不同远程调用如(一个是redis 一个是http),可以使用HystrixThreadPoolKey做隔离区分.
最然在业务上都是相同的组，但是需要在资源上做隔离时，可以使用HystrixThreadPoolKey区分.
请求缓存 Request-Cache
public class RequestCacheCommand extends HystrixCommand{ private final int id; public RequestCacheCommand( int id) { super(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("RequestCacheCommand")); this.id = id; } @Override protected String run() throws Exception { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " execute id=" + id); return "executed=" + id; } //重写getCacheKey方法,实现区分不同请求的逻辑 @Override protected String getCacheKey() { return String.valueOf(id); } public static void main(String[] args){ HystrixRequestContext context = HystrixRequestContext.initializeContext(); try { RequestCacheCommand command2a = new RequestCacheCommand(2); RequestCacheCommand command2b = new RequestCacheCommand(2); Assert.assertTrue(command2a.execute()); //isResponseFromCache判定是否是在缓存中获取结果 Assert.assertFalse(command2a.isResponseFromCache()); Assert.assertTrue(command2b.execute()); Assert.assertTrue(command2b.isResponseFromCache()); } finally { context.shutdown(); } context = HystrixRequestContext.initializeContext(); try { RequestCacheCommand command3b = new RequestCacheCommand(2); Assert.assertTrue(command3b.execute()); Assert.assertFalse(command3b.isResponseFromCache()); } finally { context.shutdown(); } } }
NOTE:请求缓存可以让(CommandKey/CommandGroup)相同的情况下,直接共享结果，降低依赖调用次数，在高并发和CacheKey碰撞率高场景下可以提升性能.
Servlet容器中，可以直接实用Filter机制Hystrix请求上下文
public class HystrixRequestContextServletFilter implements Filter {
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
throws IOException, ServletException {
HystrixRequestContext context = HystrixRequestContext.initializeContext();
try {
chain.doFilter(request, response);
} finally {
context.shutdown();
}
}
}
HystrixRequestContextServletFilter
HystrixRequestContextServletFilter
com.netflix.hystrix.contrib.requestservlet.HystrixRequestContextServletFilter
HystrixRequestContextServletFilter
/*
信号量隔离:SEMAPHORE
隔离本地代码或可快速返回远程调用(如memcached,redis)可以直接使用信号量隔离,降低线程隔离开销.
public class HelloWorldCommand extends HystrixCommand{ private final String name; public HelloWorldCommand(String name) { super(Setter.withGroupKey(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("HelloWorldGroup")) /* 配置信号量隔离方式,默认采用线程池隔离 */ .andCommandPropertiesDefaults(HystrixCommandProperties.Setter().withExecutionIsolationStrategy(HystrixCommandProperties.ExecutionIsolationStrategy.SEMAPHORE))); this.name = name; } @Override protected String run() throws Exception { return "HystrixThread:" + Thread.currentThread().getName(); } public static void main(String[] args) throws Exception{ HelloWorldCommand command = new HelloWorldCommand("semaphore"); String result = command.execute(); System.out.println(result); System.out.println("MainThread:" + Thread.currentThread().getName()); } } /** 运行结果 HystrixThread:main MainThread:main */
fallback降级逻辑命令嵌套
用场景:用于fallback逻辑涉及网络访问的情况,如缓存访问。
public class CommandWithFallbackViaNetwork extends HystrixCommand{ private final int id; protected CommandWithFallbackViaNetwork(int id) { super(Setter.withGroupKey(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("RemoteServiceX")) .andCommandKey(HystrixCommandKey.Factory.asKey("GetValueCommand"))); this.id = id; } @Override protected String run() { // RemoteService.getValue(id); throw new RuntimeException("force failure for example"); } @Override protected String getFallback() { return new FallbackViaNetwork(id).execute(); } private static class FallbackViaNetwork extends HystrixCommand { private final int id; public FallbackViaNetwork(int id) { super(Setter.withGroupKey(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("RemoteServiceX")) .andCommandKey(HystrixCommandKey.Factory.asKey("GetValueFallbackCommand")) // 使用不同的线程池做隔离，防止上层线程池跑满，影响降级逻辑. .andThreadPoolKey(HystrixThreadPoolKey.Factory.asKey("RemoteServiceXFallback"))); this.id = id; } @Override protected String run() { MemCacheClient.getValue(id); } @Override protected String getFallback() { return null; } } }
NOTE:依赖调用和降级调用使用不同的线程池做隔离，防止上层线程池跑满，影响二级降级逻辑调用.
显示调用fallback逻辑,用于特殊业务处理
public class CommandFacadeWithPrimarySecondary extends HystrixCommand{ private final static DynamicBooleanProperty usePrimary = DynamicPropertyFactory.getInstance().getBooleanProperty("primarySecondary.usePrimary", true); private final int id; public CommandFacadeWithPrimarySecondary(int id) { super(Setter .withGroupKey(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("SystemX")) .andCommandKey(HystrixCommandKey.Factory.asKey("PrimarySecondaryCommand")) .andCommandPropertiesDefaults( HystrixCommandProperties.Setter() .withExecutionIsolationStrategy(ExecutionIsolationStrategy.SEMAPHORE))); this.id = id; } @Override protected String run() { if (usePrimary.get()) { return new PrimaryCommand(id).execute(); } else { return new SecondaryCommand(id).execute(); } } @Override protected String getFallback() { return "static-fallback-" + id; } @Override protected String getCacheKey() { return String.valueOf(id); } private static class PrimaryCommand extends HystrixCommand { private final int id; private PrimaryCommand(int id) { super(Setter .withGroupKey(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("SystemX")) .andCommandKey(HystrixCommandKey.Factory.asKey("PrimaryCommand")) .andThreadPoolKey(HystrixThreadPoolKey.Factory.asKey("PrimaryCommand")) .andCommandPropertiesDefaults( // we default to a 600ms timeout for primary HystrixCommandProperties.Setter().withExecutionTimeoutInMilliseconds(600))); this.id = id; } @Override protected String run() { // perform expensive "primary" service call return "responseFromPrimary-" + id; } } private static class SecondaryCommand extends HystrixCommand { private final int id; private SecondaryCommand(int id) { super(Setter .withGroupKey(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("SystemX")) .andCommandKey(HystrixCommandKey.Factory.asKey("SecondaryCommand")) .andThreadPoolKey(HystrixThreadPoolKey.Factory.asKey("SecondaryCommand")) .andCommandPropertiesDefaults( // we default to a 100ms timeout for secondary HystrixCommandProperties.Setter().withExecutionTimeoutInMilliseconds(100))); this.id = id; } @Override protected String run() { // perform fast "secondary" service call return "responseFromSecondary-" + id; } } public static class UnitTest { @Test public void testPrimary() { HystrixRequestContext context = HystrixRequestContext.initializeContext(); try { ConfigurationManager.getConfigInstance().setProperty("primarySecondary.usePrimary", true); assertEquals("responseFromPrimary-20", new CommandFacadeWithPrimarySecondary(20).execute()); } finally { context.shutdown(); ConfigurationManager.getConfigInstance().clear(); } } @Test public void testSecondary() { HystrixRequestContext context = HystrixRequestContext.initializeContext(); try { ConfigurationManager.getConfigInstance().setProperty("primarySecondary.usePrimary", false); assertEquals("responseFromSecondary-20", new CommandFacadeWithPrimarySecondary(20).execute()); } finally { context.shutdown(); ConfigurationManager.getConfigInstance().clear(); } } } }
NOTE:显示调用降级适用于特殊需求的场景,fallback用于业务处理，fallback不再承担降级职责，建议慎重使用，会造成监控统计换乱等问题.
命令调用合并:HystrixCollapser
命令调用合并允许多个请求合并到一个线程/信号下批量执行。
执行流程图如下:
