CircuitBreaker断路器与Resilience4J简单介绍

CircuitBreaker断路器

介绍

目的：避免级联故障

解决：快速返回失败处理，或者返回默认的兜底处理结果

形象比喻：保险丝开关，闭合可通，打开不可通

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功能

1. 服务熔断：达到最大访问，拒绝访问，调用服务降级进行兜底处理

2. 服务降级：返回简单提示，不导致服务雪崩

3. 服务限流：限制访问并发量（前面加一个限流器）

4. 服务限时

5. 服务预热

服务熔断会调用服务降级

CircuitBreaker是抽象的规范

Resilience4J实现了规范

实现

正常状态：close状态

服务或组件出故障：open状态

一段时间后：尝试闭合Half_Open状态，多个请求探路，可用转close状态，不可用open状态

Resilience4J

介绍

轻量级容错库，服务熔断，降级

实现CircuitBreaker规范

最低java17

三大核心模块：

1. resilience4j-Circuitbreaker：断路

2. resilience4j-bulkhead：舱壁

3. resilience4j-ratelimiter：速率限制

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功能

熔断（服务熔断+服务降级）

断路器状态转换

正常请求：close 断电不可用：open 半开：Half_Open

断路器使用滑动窗口判断结果

基于数量的滑动窗口：最近n次调用

基于时间的滑动窗口：最近n秒调用

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两种特殊状态：

• DISABLE 始终拒绝访问

• FORCED_OPEN 始终允许访问

不会发生熔断时间

退出状态的唯一方式就是触发状态转换或者重置熔断器

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隔离

限制并发执行的数量

实现方式：

• SemaphoreBulkhead使用信号量

• FixedThreadPoolBulkhead使用有界队列和固定大小的线程池

Blukhead配置

配置属性	默认值	描述
maxConcurrentCalls	25	隔离允许线程并发执行的最大数量
maxWaitDuration	0	当达到并发调用数量时，新的线程将被阻塞的最长的等待时间

SemaphoreBulkhead信号量舱壁

信号量空闲，直接获取信号量处理业务

信号量全占，下一个请求阻塞，设置有阻塞计时器

阻塞计时器内还无法获得信号量则拒绝请求

阻塞计时器内获得信号量，正常处理业务

FixedThreadPoolBulkhead固定线程池舱壁

使用一个固定的线程池和一个等待队列实现舱壁

线程池存在空闲，直接进入线程池处理请求

线程池无空闲进入等待队列

等待队列无剩余空间拒绝请求

线程池出现空闲则处理队列中的请求

ThreadPoolBulkhead只对CompletableFuture方法有效，必须创建返回CompletableFuture类型的方法

限流

限制最大访问流量，针对并发/一个时间窗口的访问/请求进行限速

漏桶算法

设定常量固定流速

设置两个变量：

1. 桶的大小：可以存多少请求，请求数量超过则舍弃

2. 水桶漏洞大小：处理请求的固定流速

对于存在突发特性的流量缺乏效率

令牌桶算法（springcloud默认使用）

设置令牌数量，每一个请求有令牌才能使用，执行完毕，令牌回收，发给排队请求

滚动时间窗口算法

允许固定数量的请求进入，超过数量拒绝或排队，等待下一个时间段

计时器算法存在时间临界点缺陷，在时间临界点左右的极端时间内容易遭到攻击（加倍过载）

滑动时间窗口算法

设置两个变量

1. 窗口大小

2. 滑动窗口大小

滑动窗口大小不超过窗口大小

把固定时间片进行划分并且随时间移动，可以避开计时器的临界点问题