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詳解重試框架Spring retry實(shí)踐

 更新時(shí)間:2018年05月07日 14:30:13   作者:rhwayfunn  
spring retry是從spring batch獨(dú)立出來(lái)的一個(gè)能功能,主要實(shí)現(xiàn)了重試和熔斷。這篇文章主要介紹了詳解重試框架Spring retry實(shí)踐,具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們可以參考一下

spring retry是從spring batch獨(dú)立出來(lái)的一個(gè)能功能,主要實(shí)現(xiàn)了重試和熔斷。對(duì)于重試是有場(chǎng)景限制的,不是什么場(chǎng)景都適合重試,比如參數(shù)校驗(yàn)不合法、寫(xiě)操作等(要考慮寫(xiě)是否冪等)都不適合重試。遠(yuǎn)程調(diào)用超時(shí)、網(wǎng)絡(luò)突然中斷可以重試。在微服務(wù)治理框架中,通常都有自己的重試與超時(shí)配置,比如dubbo可以設(shè)置retries=1,timeout=500調(diào)用失敗只重試1次,超過(guò)500ms調(diào)用仍未返回則調(diào)用失敗。在spring retry中可以指定需要重試的異常類(lèi)型,并設(shè)置每次重試的間隔以及如果重試失敗是繼續(xù)重試還是熔斷(停止重試)。

設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

RetryOperations定義重試的API,RetryTemplate是API的模板模式實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了重試和熔斷。提供的API如下:

public interface RetryOperations {
  <T, E extends Throwable>T execute(RetryCallback<T, E>retryCallback) throws E;
  }
  // 其他API已省略

RetryCallback定義了需要執(zhí)行重試的操作,定義好操作后,就是如何重試的問(wèn)題了。RetryTemplate通過(guò)制定不同的重試策略來(lái)執(zhí)行如何重試的邏輯。默認(rèn)的重試策略是SimpleRetryPlicy,也就是會(huì)重試3次。重試第1次如果成功后面就不會(huì)繼續(xù)重試了。那么如果3尺都重試失敗了呢?流程結(jié)束或者返回兜底結(jié)果。要返回兜底結(jié)果需要配置RecoveyCallBack,從名字可以看出這是一個(gè)兜底回調(diào)接口,也就是重試失敗后執(zhí)行的邏輯。除了SimpleRetryPolicy還有其他重試策略,先來(lái)看下RetryPolicy接口:

public interface RetryPolicy extends Serializable {
  boolean canRetry(RetryContext context);
  RetryContext open(RetryContext parent);
  void close(RetryContext context);
  void registerThrowable(RetryContext context, Throwable throwable);
}

canRetry在每次重試的時(shí)候調(diào)用,是否可以繼續(xù)重試的判斷條件
open重試開(kāi)始前調(diào)用,會(huì)創(chuàng)建一個(gè)重試上下文到RetryContext,保存重試的堆棧等信息
registerThrowable每次重試異常時(shí)調(diào)用(有異常會(huì)繼續(xù)重試)

SimpleRetryPolicy為例,當(dāng)重試次數(shù)達(dá)到3(默認(rèn)3次)停止重試,重試次數(shù)保存在重試上下文中。

提供如下重試策略實(shí)現(xiàn):

  1. NeverRetryPolicy:只允許調(diào)用RetryCallback一次,不允許重試
  2. AlwaysRetryPolicy:允許無(wú)限重試,直到成功,此方式邏輯不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致死循環(huán)
  3. SimpleRetryPolicy:固定次數(shù)重試策略,默認(rèn)重試最大次數(shù)為3次,RetryTemplate默認(rèn)使用的策略
  4. TimeoutRetryPolicy:超時(shí)時(shí)間重試策略,默認(rèn)超時(shí)時(shí)間為1秒,在指定的超時(shí)時(shí)間內(nèi)允許重試
  5. ExceptionClassifierRetryPolicy:設(shè)置不同異常的重試策略,類(lèi)似組合重試策略,區(qū)別在于這里只區(qū)分不同異常的重試
  6. CircuitBreakerRetryPolicy:有熔斷功能的重試策略,需設(shè)置3個(gè)參數(shù)openTimeout、resetTimeout和delegate
  7. CompositeRetryPolicy:組合重試策略,有兩種組合方式,樂(lè)觀組合重試策略是指只要有一個(gè)策略允許重試即可以,悲觀組合重試策略是指只要有一個(gè)策略不允許重試即可以,但不管哪種組合方式,組合中的每一個(gè)策略都會(huì)執(zhí)行

重試回退策略,指的是每次重試是立即重試還是等待一段時(shí)間后重試。默認(rèn)情況下是立即重試,如果需要配置等待一段時(shí)間后重試則需要指定回退策略BackoffRetryPolicy。BackoffRetryPolicy有如下實(shí)現(xiàn):

  1. NoBackOffPolicy:無(wú)退避算法策略,每次重試時(shí)立即重試
  2. FixedBackOffPolicy:固定時(shí)間的退避策略,需設(shè)置參數(shù)sleeper和backOffPeriod,sleeper指定等待策略,默認(rèn)是Thread.sleep,即線程休眠,backOffPeriod指定休眠時(shí)間,默認(rèn)1秒
  3. UniformRandomBackOffPolicy:隨機(jī)時(shí)間退避策略,需設(shè)置sleeper、minBackOffPeriod和maxBackOffPeriod,該策略在[minBackOffPeriod,maxBackOffPeriod之間取一個(gè)隨機(jī)休眠時(shí)間,minBackOffPeriod默認(rèn)500毫秒,maxBackOffPeriod默認(rèn)1500毫秒
  4. ExponentialBackOffPolicy:指數(shù)退避策略,需設(shè)置參數(shù)sleeper、initialInterval、maxInterval和multiplier,initialInterval指定初始休眠時(shí)間,默認(rèn)100毫秒,maxInterval指定最大休眠時(shí)間,默認(rèn)30秒,multiplier指定乘數(shù),即下一次休眠時(shí)間為當(dāng)前休眠時(shí)間*multiplier
  5. ExponentialRandomBackOffPolicy:隨機(jī)指數(shù)退避策略,引入隨機(jī)乘數(shù)可以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)乘數(shù)回退

有狀態(tài)重試 OR 無(wú)狀態(tài)重試

所謂無(wú)狀態(tài)重試是指重試在一個(gè)線程上下文中完成的重試,反之不在一個(gè)線程上下文完成重試的就是有狀態(tài)重試。之前的SimpleRetryPolicy就屬于無(wú)狀態(tài)重試,因?yàn)橹卦囀窃谝粋€(gè)循環(huán)中完成的。那么什么會(huì)后會(huì)出現(xiàn)或者說(shuō)需要有狀態(tài)重試呢?通常有兩種情況:事務(wù)回滾和熔斷。

數(shù)據(jù)庫(kù)操作異常DataAccessException,不能執(zhí)行重試,而如果拋出其他異??梢灾卦嚒?/p>

熔斷的意思不在當(dāng)前循環(huán)中處理重試,而是全局重試模式(不是線程上下文)。熔斷會(huì)跳出循環(huán),那么必然會(huì)丟失線程上下文的堆棧信息。那么肯定需要一種“全局模式”保存這種信息,目前的實(shí)現(xiàn)放在一個(gè)cache(map實(shí)現(xiàn)的)中,下次從緩存中獲取就能繼續(xù)重試了。

Quick Start

在需要執(zhí)行重試的類(lèi)上使用@EnableRetry,如果設(shè)置了proxyTargetClass=true這使用CGLIB動(dòng)態(tài)代理:

@Configuration
@EnableRetry(proxyTargetClass = true)
@Component
public class RetryExamples {

}

基于最大重試次數(shù)策略的重試,如果重試了3次仍然拋出異常則停止重試,執(zhí)行兜底回調(diào),所以最后的輸出結(jié)果是Integer.MAX_VALUE

private void retryExample3() throws Exception {
    RetryTemplate retryTemplate = new RetryTemplate();

    SimpleRetryPolicy simpleRetryPolicy = new SimpleRetryPolicy();
    simpleRetryPolicy.setMaxAttempts(3);

    retryTemplate.setRetryPolicy(simpleRetryPolicy);

    Integer result = retryTemplate.execute(new RetryCallback<Integer, Exception>() {
      int i = 0;

       // 重試操作
      @Override
      public Integer doWithRetry(RetryContext retryContext) throws Exception {
        log.info("retry count: {}", retryContext.getRetryCount());
        return len(i++);
      }
    }, new RecoveryCallback<Integer>() { //兜底回調(diào)
      @Override
      public Integer recover(RetryContext retryContext) throws Exception {
        log.info("after retry: {}, recovery method called!", retryContext.getRetryCount());
        return Integer.MAX_VALUE;
      }
    });
    log.info("final result: {}", result);
  }

  private int len(int i) throws Exception {
    if (i < 10) throw new Exception(i + " le 10");
    return i;
  }

下面介紹如何使用熔斷重試策略模式(CircuitBreakerRetryPolicy),需要設(shè)置如下三個(gè)參數(shù):

  1. delegate:傳入RetryPolicy(每個(gè)RetryPolicy實(shí)現(xiàn)都有自己的重試策略實(shí)現(xiàn)),是真正判斷是否重試的策略,當(dāng)重試失敗時(shí),則執(zhí)行熔斷策略
  2. openTimeout:openWindow,配置熔斷器電路打開(kāi)的超時(shí)時(shí)間,當(dāng)超過(guò)openTimeout之后熔斷器電路變成半打開(kāi)狀態(tài)(只要有一次重試成功,則閉合電路)
  3. resetTimeout:timeout,配置重置熔斷器重新閉合的超時(shí)時(shí)間

斷路器開(kāi)閉實(shí)現(xiàn)判斷:

  1. 當(dāng)重試失敗,且在熔斷器打開(kāi)時(shí)間窗口[0,openWindow) 內(nèi),立即熔斷
  2. 當(dāng)重試失敗,且超過(guò)timeout,熔斷器電路重新閉合
  3. 在熔斷器半打開(kāi)狀態(tài)[openWindow, timeout] 時(shí),只要重試成功則重置上下文,斷路器閉合

測(cè)試代碼如下:

RetryTemplate template = new RetryTemplate();
    CircuitBreakerRetryPolicy retryPolicy =
        new CircuitBreakerRetryPolicy(new SimpleRetryPolicy(3));
    retryPolicy.setOpenTimeout(5000);
    retryPolicy.setResetTimeout(20000);
    template.setRetryPolicy(retryPolicy);

    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      //Thread.sleep(100);
      try {
        Object key = "circuit";
        boolean isForceRefresh = false;
        RetryState state = new DefaultRetryState(key, isForceRefresh);
        String result = template.execute(new RetryCallback<String, RuntimeException>() {
          @Override
          public String doWithRetry(RetryContext context) throws RuntimeException {
            log.info("retry count: {}", context.getRetryCount());
            throw new RuntimeException("timeout");
          }
        }, new RecoveryCallback<String>() {
          @Override
          public String recover(RetryContext context) throws Exception {
            return "default";
          }
        }, state);
        log.info("result: {}", result);
      } catch (Exception e) {
        System.out.println(e);
      }
    }

這里由于設(shè)置了isForceRefresh = false,則key = "circuit"的值(也就是RetryContext)會(huì)從緩存中獲取,所以當(dāng)重試失敗且滿(mǎn)足this.time < this.openWindow發(fā)生熔斷的時(shí)候,后面仍然可以繼續(xù)已全局模式實(shí)現(xiàn)重試(拿到的RetryContext是同一個(gè))。

注解開(kāi)發(fā)

如果每次有重試需求的時(shí)候都寫(xiě)一個(gè)RetryTemplate太臃腫了,使用注解可以大大簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā),減少重復(fù)代碼。下面是一個(gè)使用注解實(shí)現(xiàn)的最大重試策略的重試:

@Retryable(value = SQLDataException.class, backoff = @Backoff(value = 0L))
  public String service3() throws SQLDataException {
    log.info("service3 open");
    throw new SQLDataException();
  }

  @Recover
  public String recover(SQLDataException ne) {
    return "SQLDataException recover";
  }

注解包括:

@EnableRetry

@Retryable

@Recover

@Backoff

@CircuitBreaker

@EnableRetry:能否重試,proxyTargetClass屬性為true時(shí)(默認(rèn)false),使用CGLIB代理

@Retryable:注解需要被重試的方法

  1. include 指定處理的異常類(lèi)。默認(rèn)為空
  2. exclude指定不需要處理的異常。默認(rèn)為空
  3. vaue指定要重試的異常。默認(rèn)為空
  4. maxAttempts 最大重試次數(shù)。默認(rèn)3次
  5. backoff 重試等待策略。默認(rèn)使用@Backoff注解

@Backoff:重試回退策略(立即重試還是等待一會(huì)再重試)

  1. 不設(shè)置參數(shù)時(shí),默認(rèn)使用FixedBackOffPolicy,重試等待1000ms
  2. 只設(shè)置delay()屬性時(shí),使用FixedBackOffPolicy,重試等待指定的毫秒數(shù)
  3. 當(dāng)設(shè)置delay()和maxDealy()屬性時(shí),重試等待在這兩個(gè)值之間均態(tài)分布
  4. 使用delay(),maxDealy()和multiplier()屬性時(shí),使用ExponentialBackOffPolicy
  5. 當(dāng)設(shè)置multiplier()屬性不等于0時(shí),同時(shí)也設(shè)置了random()屬性時(shí),使用ExponentialRandomBackOffPolicy

@Recover: 用于方法。用于@Retryable失敗時(shí)的“兜底”處理方法。 @Recover注釋的方法必須要與@Retryable注解的方法“簽名”保持一致,第一入?yún)橐卦嚨漠惓?,其他參?shù)與@Retryable保持一致,返回值也要一樣,否則無(wú)法執(zhí)行!

@CircuitBreaker:用于方法,實(shí)現(xiàn)熔斷模式。

  1. include 指定處理的異常類(lèi)。默認(rèn)為空
  2. exclude指定不需要處理的異常。默認(rèn)為空
  3. vaue指定要重試的異常。默認(rèn)為空
  4. maxAttempts 最大重試次數(shù)。默認(rèn)3次
  5. openTimeout 配置熔斷器打開(kāi)的超時(shí)時(shí)間,默認(rèn)5s,當(dāng)超過(guò)openTimeout之后熔斷器電路變成半打開(kāi)狀態(tài)(只要有一次重試成功,則閉合電路)
  6. resetTimeout 配置熔斷器重新閉合的超時(shí)時(shí)間,默認(rèn)20s,超過(guò)這個(gè)時(shí)間斷路器關(guān)閉

更多的例子歡迎到我的Github(https://github.com/happyxiaofan/springboot-learning-example) star。謝謝

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。

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