.NET Core微服務之基於Steeltoe使用Hystrix熔斷保護與監控
一、關於Spring Cloud Hystrix
在微服務架構中，我們將系統拆分為很多個服務，各個服務之間通過註冊與訂閱的方式相互依賴，由於各個服務都是在各自的程序中執行，就有可能由於網路原因或者服務自身的問題導致呼叫故障或延遲，隨著服務的積壓，可能會導致服務崩潰。為了解決這一系列的問題，斷路器等一系列服務保護機制出現了。
斷路器本身是一種開關保護機制，用於在電路上保護線路過載，當線路中有電器發生短路時，斷路器能夠及時切斷故障電路，防止發生過載、發熱甚至起火等嚴重後果。
針對上述問題，Spring Cloud Hystrix 實現了斷路器、線路隔離等一系列服務保護功能。它也是基於 Netflix 的開源框架 Hystrix 實現的，該框架的目標在於通過控制那些訪問遠端系統、服務和第三方庫的節點，從而對延遲和故障提供更強大的容錯能力。Hystrix 具備服務降級、服務熔斷、執行緒和訊號隔離、請求快取、請求合併以及服務監控等強大功能。
二、快速整合Hystrix實現熔斷保護
2.1 準備工作
這裡仍然基於第一篇的示例進行修改，各個專案的角色如下表所示：
| 微服務專案名稱 | 專案微服務中的角色 |
| eureka-service | 服務發現&註冊（Spring Boot） |
| zuul-service | API閘道器 （Spring Boot） |
| agent-service | 服務提供者 （ASP.NET Core） |
| client-service | 服務提供者 （ASP.NET Core） |
| premium-service | 服務提供者&服務消費者 |
所有相關服務註冊到Eureka之後的服務列表：
這裡仍然假設premium-service要呼叫client-service的介面，我們想要模擬的效果就是針對client-service的呼叫進行熔斷保護。
要使用Hystrix，需要對服務新增依賴包：
PM> Install-Package Steeltoe.CircuitBreaker.HystrixCore
2.2 為PremiumService新增Hystrix相關類與配置
（1）增加一個HystrixCommand : ClientServiceCommand
public class ClientServiceCommand : HystrixCommand<string> { IClientService _clientService; ILogger<ClientServiceCommand> _logger; private int _clientId; public ClientServiceCommand(IHystrixCommandOptions options, IClientService clientService, ILogger<ClientServiceCommand> logger) : base(options) { _clientService = clientService; _logger = logger; IsFallbackUserDefined = true; } public async Task<string> GetClientName(int clientId) { _clientId = clientId; return await ExecuteAsync(); } protected override async Task<string> RunAsync() { var result = await _clientService.GetClientName(_clientId); _logger.LogInformation("Run: {0}", result); return result; } protected override async Task<string> RunFallbackAsync() { _logger.LogInformation("RunFallback"); return await Task.FromResult<string>("Sorry, the service is unavaliable now. Please try again later."); } }
根據Steeltoe官方文件說明，每個Command都必須繼承HystrixCommand或HystrixCommand<T>，然後實現這個RunAsync方法與RunFallbackAsync方法。可以看出，RunAsync方法是實現原有業務邏輯，而RunFallbackAsync方法則是受保護降級後的方法，這裡簡單地輸出了一句提示資訊“Service is unavaiable. Please try again later.”。
另外，Steeltoe提供了一個快速的HystrixCommand的寫法，見下面這個示例程式碼，全部在建構函式裡面搞定：
public class HelloWorldCommand : HystrixCommand<string> { public HelloWorldCommand(string name) : base(HystrixCommandGroupKeyDefault.AsKey("HelloWorldGroup"), () => { return "Hello" + name; }, () => { return "Hello" + name + " via fallback"; }) { } }
但是，這裡不得不吐槽一下，在Java中對HystrixCommand的封裝是註解級別，工作量小的不是真的不是太多，見下例Java程式碼：
@RestController public class MovieController { ...... @HystrixCommand(fallbackMethod = "findByIdFallback") @GetMapping(value = "/user/{id}") public User findById(@PathVariable Long id) { return restTemplate.getForObject("http://user-service/" + id, User.class); } public User findByIdFallback(Long id){ User user = new User(); user.setId(-1L); user.setUsername("Default User"); return user; } }
（2）改寫Controller，使用ClientServiceCommand類替換原有ClientService
[Route("api/[controller]")] [ApiController] public class ValuesController : ControllerBase { private ClientServiceCommand _clientServiceCommand; private ILogger<ValuesController> _logger; public ValuesController(ClientServiceCommand clientServiceCommand, ILogger<ValuesController> logger) { _clientServiceCommand = clientServiceCommand; _logger = logger; } ...... // GET api/values/5 [HttpGet("{id}")] public async Task<string> Get(int id) { _logger?.LogInformation($"api/values/{id}"); return await _clientServiceCommand.GetClientName(id); } }
這裡不再直接使用ClientService例項，改為使用ClientServiceCommand例項，實際上是一個代理模式的應用。
（3）在啟動類中新增Hystrix相關配置
public class Startup { public Startup(IConfiguration configuration) { Configuration = configuration; } public IConfiguration Configuration { get; } // This method gets called by the runtime. Use this method to add services to the container. public void ConfigureServices(IServiceCollection services) { // Add Steeltoe Discovery Client service services.AddDiscoveryClient(Configuration); services.AddSingleton<IClientService, ClientService>(); // Add Steeltoe Hystrix Command services.AddHystrixCommand<ClientServiceCommand>("ClientService", Configuration); services.AddMvc().SetCompatibilityVersion(CompatibilityVersion.Version_2_1); } // This method gets called by the runtime. Use this method to configure the HTTP request pipeline. public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env) { if (env.IsDevelopment()) { app.UseDeveloperExceptionPage(); } app.UseMvc(); // Add Steeltoe Discovery Client service app.UseDiscoveryClient(); } }
2.3 快速驗證
（1）同時啟動所有微服務，然後訪問PremiumService的相關介面，正常情況下，能夠正常返回呼叫ClientService介面的結果
（2）關閉ClientService，然後再次PremiumService的相關介面，這時會返回受保護降級後的Fallback結果
三、快速整合Hystrix Dashboard實現指標監控
摘抄一句蟋蟀的話：在實際應用中，我們需要對 Hystrix 斷路器進行監控，比如熔斷請求有多少等等，Spring Cloud 中的實現有 Turbine 進行收集，資料展示的話使用 Hystrix Dashboard。
3.1 快速構建一個Hystrix Dashboard服務
（1）建立一個Spring Boot專案：這裡版本是Spring Boot 1.5.15.RELEASE，Spring Cloud Edgware.SR3
（2）pom.xml中新增相關依賴包
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix-dashboard</artifactId>
</dependency>
（3）啟動類中新增EnableHystrixDashboard註解
@SpringBootApplication @EnableHystrixDashboard public class DashboardServiceApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(DashboardServiceApplication.class, args); } }
（4）必要的配置（application.yml）
server: port: 5010 spring: application: name: hystrix-dashboard-service
3.2 快速在ASP.NET Core中整合Hystrix Metrics
（1）安裝Hystrix Dashboard相關包
PM>Install-Package Steeltoe.CircuitBreaker.Hystrix.MetricsEventsCore
（2）改寫PremiumService啟動類新增相關的Metrics配置
public class Startup { ...... // This method gets called by the runtime. Use this method to add services to the container. public void ConfigureServices(IServiceCollection services) { // Add Steeltoe Discovery Client service services.AddDiscoveryClient(Configuration); services.AddSingleton<IClientService, ClientService>(); // Add Steeltoe Hystrix Command services.AddHystrixCommand<ClientServiceCommand>("ClientService", Configuration); services.AddMvc().SetCompatibilityVersion(CompatibilityVersion.Version_2_1); // Add Hystrix Metrics to container services.AddHystrixMetricsStream(Configuration); } // This method gets called by the runtime. Use this method to configure the HTTP request pipeline. public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env) { if (env.IsDevelopment()) { app.UseDeveloperExceptionPage(); } // Add Steeltoe Discovery Client service app.UseDiscoveryClient(); app.UseMvc(); // Start Hystrix metrics stream service app.UseHystrixMetricsStream(); } }
（3）啟動Premium-Service，檢視URL：http://localhost:8030/hystrix/hystrix.stream
上圖中我們會看到不斷實時重新整理的 Hystrix 指標監控資料了，但顯示並不友好，我咋知道這些指標是啥玩意兒啊！因此，還是讓我們在儀表盤中來看看吧。
3.3 快速驗證
（1）啟動Hystrix Dashboard服務，輸入URL：http://localhost:8030/hystrix/hystrix.stream，然後點選按鈕“Monitor Stream”
（2）由於ClientServiceCommand尚未起任何作用，所以第一次得到的資料如下：
（3）多次請求ClientService，然後關閉ClientService，再多次請求，這時熔斷保護已啟動
（4）再次檢視Hystrix Dashboard，可以看到以下資料：觸發了3次熔斷保護
關於Hystrix Dashboard的儀表盤資料屬性說明，可以參考下面這張圖（From 園友尋找風口的豬 的《Hystrix Dashboard儀表盤》）：
四、小結
本文簡單介紹了一下Spring Cloud Hystrix這個熔斷保護元件，並演示瞭如何基於Steeltoe OSS使用Hystrix實現熔斷保護，並基於Hystrix Dashboard演示瞭如何收集和視覺化地檢視ASP.NET Core的熔斷監控資料。對於Steeltoe OSS提供的Hystrix的元件的使用，相對於Java的Hystrix的註解封裝，程式碼量稍微大一些。另外，關於Hystrix的一些更高階的使用，本文沒有涉及，有興趣的原有可以自行檢視官方文件學習。
示例程式碼
參考資料
作者：周旭龍
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