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3分钟简述熔断器使用方法

Ganesh Iyer 高可用架构 2020-11-06

熔断器是一种设计模式,广泛用于分布式系统中,以防止级联故障。在这篇文章中,我们将通过级联故障的问题,来介绍熔断器模式的使用方法。


动机:级联故障的问题


在进入熔断器模式之前,让我们来看看它到底要解决什么问题。


当服务 A 尝试与服务 B 通信时,它会分配一个线程来进行该调用。在进行调用的时候,有 2 种故障可能发生,以 user 调用 friends 服务为例。


''' user service ''' def get_user_info(user_id: str): try: friends_service.get_friends(user_id) except Exception as e: raise InternalServerError


即时故障:在即时故障中,会立即引发一个异常(如:连接拒绝),并释放服务 A 线程。


超时故障:如果 service_b 需要很长的时间来响应,当收到服务 A 的新请求时,会有越来越多的线程在等待 service_b。如果在等待超时的过程中发出了多个请求,这就会耗尽服务 A 的线程池,会使服务 A 瘫痪。


“您的代码不能永远等待一个不会返回的响应,迟早需要放弃等待,希望这不是一个设计方法。”-Michael T. Nygard,Release It!


下面通过一个社交媒体应用的例子来更好的解释这个问题。我们有一个聚合器服务,这是客户端交互的内容,它聚合了一堆服务的结果,包括 User 服务。User 服务调用 Photos 服务和 Friends 服务,而 Friends 服务又依赖 friends_db。



在这里,friends 服务试图向 friends_db 发出请求,但是,friends_db 并没有立即响应失败,而是让 friends 服务的线程一直在等待。Friends 服务尝试重试,从而使用更多线程。随着它收到新请求,更多线程正在等待 friends_db 返回结果。



现在可以看到,Friends 服务现在如何成为 User 服务超时的来源。User 用尽了它的线程池来等待来自 Friends 服务的请求,就像 Friends 服务是如何等待 friends_db 一样。现在,我们可以看到 friends_db 中的故障是如何导致间接依赖于它的服务级联失败的。



最终,聚合器服务也会由于相同的原因而崩溃。客户端调用了聚合服务,因此我们的系统实际也变得不可用。


我们看到架构的一个组件中的一个错误是如何导致级联故障,而导致所有其他服务崩溃。



熔断器模式


熔断器通常以拦截器模式/责任链/过滤器的形式实现,它包含3个状态:


  • 关闭:允许拦截器将所有请求传递给上游服务,并将上游服务的响应传递给调用方。

  • 打开:不允许请求传递给上游,默认返回通常是错误响应。

  • 半开放式:某些请求被允许传递到上游,其他请求被终止并返回默认响应。



下图显示了处于三种状态的熔断器拦截器




让我们看一下熔断器的 Python 示例,可以使用以下方法创建自己的熔断器


from circuitbreaker import CircuitBreakerclass MyCircuitBreaker(CircuitBreaker): FAILURE_THRESHOLD = 20 RECOVERY_TIMEOUT = 60 EXPECTED_EXCEPTION = RequestException@MyCircuitBreaker()def get_user_info(user_id): try: friends_service.get_friends(user_id) except Exception as e: raise InternalServerError



我们也可以利用 sidecar 模式。通过这种方法,不必通过熔断器来修改服务,而是使用诸如 Envoy 之类的辅助工具来交付我们的应用序。该服务的所有出站流量都是通过 envoy 进行代理。Envoy 支持开箱即用的断路功能。以下是 Envoy 的断路配置示例:


circuit_breakers: thresholds: - priority: DEFAULT max_connections: 1000 max_requests: 1000 - priority: HIGH max_connections: 2000 max_requests: 2000



最初发布于:

https : //iyer.ai/notes/index.php/2020/06/11/circuit-breakers-in-microservices/


感谢 Nishant M Gandhi 的意见。


参考资源:


  • http://martinfowler.com/bliki/CircuitBreaker.html

  • https://pypi.org/project/circuitbreaker/

  • Release it (Book) https://books.google.com/books/about/Release_It.html?id=Ug9QDwAAQBAJ&source=kp_book_description

  • Circuit breaking in Envoy: https://www.envoyproxy.io/learn/circuit-breaking


参考阅读:



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