面试题：微服务架构下Spring Cloud如何实现服务熔断

Question

在Spring Cloud微服务架构中，阐述Hystrix实现服务熔断的原理、关键配置及使用步骤，以及熔断状态机有哪些状态，各状态的转换条件是什么？

Answer 1

Hystrix实现服务熔断原理

1. 原理概述：Hystrix通过监控服务调用的健康情况，如失败率、超时等指标。当这些指标达到一定阈值时，Hystrix会触发熔断机制，停止对该服务的调用，避免级联故障。它会在内部维护一个统计窗口，统计这段时间内的请求数量、成功数量、失败数量等。例如，在10秒的统计窗口内，如果请求失败率超过60%，就可能触发熔断。
2. 资源隔离：Hystrix采用线程池隔离或信号量隔离两种方式。线程池隔离为每个依赖服务分配独立的线程池，当某个线程池满时，后续请求将被拒绝，避免因一个服务的故障耗尽整个应用的资源。信号量隔离则是通过限制并发访问的信号量数量来隔离资源。

关键配置

1. 熔断相关配置：
   • hystrix.command.default.circuitBreaker.requestVolumeThreshold：设定在统计窗口内触发熔断的最小请求数，默认20。例如，如果设置为30，意味着在统计窗口内请求数不到30时，即使失败率高也不会熔断。
   • hystrix.command.default.circuitBreaker.errorThresholdPercentage：熔断触发的失败率阈值，默认50%。即失败请求数占总请求数的比例达到此值就触发熔断。
   • hystrix.command.default.circuitBreaker.sleepWindowInMilliseconds：熔断后进入半开状态的休眠时间，默认5000毫秒。
2. 线程池相关配置（若采用线程池隔离）：
   • hystrix.threadpool.default.coreSize：线程池核心线程数，默认10。
   • hystrix.threadpool.default.maxQueueSize：线程池最大队列大小，默认 -1（使用SynchronousQueue，不排队，直接提交任务给线程执行，如果线程忙则拒绝）。
   • hystrix.threadpool.default.queueSizeRejectionThreshold：队列拒绝阈值，当达到此值时，新任务将被拒绝，默认5。

使用步骤

1. 引入依赖：在pom.xml文件中添加Hystrix依赖，例如：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
</dependency>

2. 启用Hystrix：在Spring Boot主类上添加@EnableHystrix注解开启Hystrix功能，例如：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.EnableHystrix;

@SpringBootApplication
@EnableHystrix
public class YourApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(YourApplication.class, args);
    }
}

3. 使用Hystrix注解：在需要熔断保护的方法上添加@HystrixCommand注解，并指定熔断后的降级方法，例如：

import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixCommand;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class YourService {

    @HystrixCommand(fallbackMethod = "fallbackMethod")
    public String yourMethod() {
        // 正常业务逻辑
        return "正常响应";
    }

    public String fallbackMethod() {
        // 熔断后的降级处理逻辑
        return "服务不可用，这是降级响应";
    }
}

熔断状态机状态及转换条件

1. Closed（关闭状态）：
   • 正常情况：服务调用正常，失败率低于熔断阈值。在此状态下，Hystrix会统计请求的成功、失败等情况。
   • 转换条件：当失败率超过hystrix.command.default.circuitBreaker.errorThresholdPercentage且请求数达到hystrix.command.default.circuitBreaker.requestVolumeThreshold时，转换到Open状态。
2. Open（打开状态）：
   • 熔断情况：服务熔断，Hystrix不再调用实际服务，直接返回降级响应。
   • 转换条件：当达到hystrix.command.default.circuitBreaker.sleepWindowInMilliseconds设定的休眠时间后，转换到Half - Open状态。
3. Half - Open（半开状态）：
   • 试探情况：允许部分请求通过，试探服务是否恢复正常。如果请求成功，说明服务可能恢复，转换到Closed状态；如果请求失败，说明服务仍未恢复，回到Open状态。
   • 转换条件：若试探的请求成功比例达到一定阈值（如默认的50%成功），则转换到Closed状态；若失败比例过高，则回到Open状态。