面试题：微服务架构下服务异常处理的熔断机制设计

Question

请详细描述如何设计一个微服务架构下的熔断机制，以应对服务调用过程中的异常情况。包括熔断的触发条件、熔断后的处理逻辑以及如何恢复服务调用。

Answer 1

熔断触发条件

1. 错误率：
   • 统计一定时间窗口（如10秒）内服务调用的失败次数和总调用次数。
   • 当失败率超过设定阈值（如50%）时，触发熔断。例如，在10秒内共调用100次，其中失败50次以上，则满足此触发条件。
2. 超时率：
   • 同样在一定时间窗口（如10秒）内，统计调用超时的次数和总调用次数。
   • 若超时率达到设定阈值（如30%），触发熔断。即10秒内调用100次，超时30次以上。
3. 连续失败次数：
   • 记录连续调用失败的次数，当连续失败次数达到设定值（如10次），触发熔断。例如，连续10次调用服务都失败。

熔断后的处理逻辑

1. 快速失败：
   • 一旦熔断开启，后续所有对该服务的调用不再实际发起远程调用，而是立即返回一个预设的错误响应。这个错误响应可以包含提示信息，告知调用方服务当前不可用。
   • 例如，返回HTTP 503 Service Unavailable状态码，并在响应体中说明“服务熔断中，暂时不可用”。
2. 监控与记录：
   • 开启熔断期间，持续监控服务调用的请求数量等相关指标。记录每次触发熔断的相关信息，如触发时间、触发原因（错误率、超时率或连续失败次数）等，方便后续分析。
   • 可以将这些监控和记录信息发送到日志系统或专门的监控平台，便于运维和开发人员查看。

服务调用恢复

1. 试探恢复：
   • 设置一个熔断超时时间（如1分钟），当熔断开启达到这个超时时间后，进入试探恢复阶段。
   • 在试探恢复阶段，允许少量的请求（如1 - 5个）尝试调用实际服务。这可以通过限流算法来实现，控制请求数量。
2. 恢复判定：
   • 如果试探调用的请求中成功次数达到一定比例（如80%），则认为服务恢复正常，关闭熔断，恢复正常的服务调用。
   • 若试探调用的成功率未达到设定比例，则继续保持熔断状态，等待下一次试探恢复时机（如再等待1分钟后进行下一次试探）。