面试题：微服务架构下分布式系统中RPC可靠性设计的常用策略有哪些

Question

在微服务架构的分布式系统场景里，RPC调用的可靠性至关重要。请阐述至少三种提升RPC可靠性的常用设计策略，并简要说明每种策略的作用原理。

Answer 1

1. 重试机制
   • 作用原理：当RPC调用失败时，按照一定的策略（如固定间隔、指数退避等）重新发起调用。固定间隔重试是每次失败后等待固定时间再次尝试；指数退避是随着重试次数增加，等待时间呈指数增长，避免短时间内大量无效重试对系统资源的消耗。这可以应对一些临时性故障，如网络抖动等，通过多次尝试提高调用成功的概率。
2. 熔断机制
   • 作用原理：在RPC调用过程中，设置一个熔断器来监控调用情况。当失败次数或失败率达到一定阈值时，熔断器跳闸，后续的调用不再实际执行，而是立即返回一个预设的错误响应。这样可以防止对故障服务的无效调用，避免级联故障，使系统快速失败并释放资源，同时给故障服务一定时间进行恢复。当经过一段时间后，熔断器进入半开状态，允许少量调用试探服务是否恢复，若恢复正常则关闭熔断器，否则继续保持跳闸状态。
3. 负载均衡
   • 作用原理：在多个提供相同服务的实例中，通过一定的算法（如随机算法、轮询算法、加权轮询算法、基于响应时间的算法等）将RPC请求均匀分配到各个实例上。随机算法是随机选择一个实例；轮询算法是依次选择实例；加权轮询算法考虑实例的性能差异，性能好的实例权重高被选中概率大；基于响应时间的算法根据实例以往响应时间选择响应快的实例。负载均衡可以避免单个实例负载过高导致性能下降或故障，提高整体系统的可用性和响应速度，从而提升RPC调用的可靠性。
4. 超时设置
   • 作用原理：为每个RPC调用设置一个合理的时间限制。如果在规定时间内调用没有返回结果，客户端立即终止调用并返回错误。这样可以避免因服务端处理时间过长或网络拥塞等原因导致客户端长时间等待，释放客户端资源，防止因等待过久而影响系统的整体性能和可靠性。同时，合理的超时设置也可以促使服务端优化自身性能，避免出现过长时间的阻塞操作。
5. 异步调用与消息队列
   • 作用原理：将RPC调用从同步方式改为异步方式，客户端发起调用后不等待结果立即返回，而是将请求发送到消息队列。服务端从消息队列中获取请求并处理，处理完成后通过回调或其他方式通知客户端。这样可以提高系统的并发处理能力，避免客户端因等待同步调用结果而阻塞，即使部分服务端出现故障，消息队列可以缓存请求，待服务恢复后继续处理，从而提升RPC调用的可靠性，同时也能增强系统的可扩展性。