引言

關(guān)于 Hystrix 的問題匯總后兩點：

• Hystrix主要功能覆蓋考察。
• Hystrix工作中使用經(jīng)驗考察。

Hystrix語義為“豪豬”，它后背帶刺兒且具有自我保護的能力，這是不是就很好理解它的功能了。雖然我沒有直接使用過Hystrix，但是類似的同樣功能的框架功能和原理都大同小異，所以我決定針對 Hystrix 單獨拆分開講解。

同時我覺得Hystrix中有很多設(shè)計思想非常優(yōu)秀，非常值得我們學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)這些設(shè)計思想，你可以從更高維度去思考如何讓系統(tǒng)更加穩(wěn)定。

1、面試官：能簡單介紹下Hystrix有哪些功能嗎？

問題分析：了解Hystrix的功能，同時也能從Hystrix優(yōu)秀的設(shè)計理念中得到架構(gòu)設(shè)計方面的啟發(fā)。

答：我在項目里使用到，系統(tǒng)在 Hystrix 的保護下，可以長期處于高可用的狀態(tài)，常用的功能有以下幾點：

1.1、fail-fast（快速失?。?/h3>

Hystrix設(shè)計中提供了 fail-fast（快速失敗）和快速恢復(fù)機制。

Tip：不知道之前你是否了解過fail-fast機制，或者面試Java基礎(chǔ)的時候，HashMap 中的 Iterator 迭代器，Iterator的設(shè)計就是 fail-fast 的，**快速失敗（fail—fast）**是Java集合中的一種機制， 在用迭代器遍歷一個集合對象時，如果遍歷過程中對集合對象的內(nèi)容進行了修改（增加、刪除、修改），則會拋出Concurrent Modification Exception。

我第一次學(xué)習(xí) HashMap 并不是很懂 fail-fast，覺得快速失敗只是應(yīng)用在Java集合類中，防止Java非線程安全集合的并發(fā)操作，學(xué)習(xí)使用 Hystrix 后，原來快速失敗機制還可以應(yīng)用在系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計中，對無法及時處理的請求快速失?。╢ail-fast），降低系統(tǒng)負載，而不是排隊。

1.2、Fallback優(yōu)雅降級機制

Fallback 字面意思是遇到Fall就啟動back，了解到Fallback的機制后，我馬上在項目中用起來。

看真實例子：

 @Override
    @Degrade(key = "getOrderByParamFromES", fallBackMethod = "getOrderByParamFromMysql")
    public OrderResult getOrderByParamFromES(OrderSearchParam param) {
        //走ES查詢
        ......
        return OrderResult;
    }
 		//fallBack后調(diào)用getOrderByParamFromMysql方法
 		public OrderResult getOrderByParamFromMysql(OrderSearchParam param) {
        //走mysql查詢
        ......
        return OrderResult;
    }
 

代碼解釋：

fallBackMethod = "getOrderByParamFromMysql"

就是在ES查詢故障失敗后，系統(tǒng)自動降級調(diào)getOrderByParamFromMysql方法，走mysql查詢，正常情況下，getOrderByParamFromMysql是不會被調(diào)用的，除非Fall。

1.3、線程/信號量隔離機制

線程隔離：

請求會根據(jù)自己的key獲取對應(yīng)線程池中的線程執(zhí)行，動態(tài)設(shè)置線程池參數(shù)，這樣自然地將不同的請求隔離開來，支持異步來提高接口性能。不同請求直接不影響，例如service1請求緩慢，但是service2和service3還是可以正常工作，缺點就是線程切換影響性能。

信號量隔離：

一個請求中訪問了service1、service2、service3，其中service1請求超時，將導(dǎo)致整個信號量一直不釋放，其他請求一直無法接受。

對于延遲小的請求（例如訪問緩存或者本地訪問數(shù)據(jù)庫）來說，線程池帶來的開銷是非常高的，你可以考慮采用其他方法，例如非阻塞信號量（不支持超時）來實現(xiàn)依賴服務(wù)的隔離。但絕大多數(shù)情況下，Netflix 更偏向于使用線程池來隔離依賴服務(wù)，因為其帶來的額外開銷可以接受，并且能支持包括超時在內(nèi)的所有功能。

2、面試官：剛剛說到線程隔離，那實際使用中是否打開超時線程中斷開關(guān)？

問題分析：考察實際使用經(jīng)驗，根據(jù)線程本身的特點，線程超時，如果不及時中斷，會浪費線程資源。

答：一般情況下我們會打開超時中斷開關(guān)，目的是及時釋放線程資源。

通過hystrix.command.default.execution.isolation.thread.interruptOnTimeout = true 設(shè)置。

但是如果是寫數(shù)據(jù)庫命令，或者記錄關(guān)鍵日志命令的情況下，需要命令執(zhí)行完畢情況，可關(guān)閉超時中斷。

（面試官點頭滿意，相信我確實有Hystrix的維護經(jīng)驗）

3、面試官：那你是如何估計線程池大小的？

答：要正確設(shè)置線程池的大小，需要分析所部署系統(tǒng)的CPU個數(shù)、內(nèi)存大小、任務(wù)類型（計算密集、IO密集等），對于計算密集型任務(wù)，線程池大小和CPU個數(shù)相近通常能實現(xiàn)最優(yōu)利用率，對于IO密集型任務(wù)，線程池的最優(yōu)大小的計算公式：線程池大小=CPU個數(shù)* (1 + 任務(wù)等待時間/ 任務(wù)處理時間)。

深入分析

Hystrix歷史

Hystrix源自Netflix API團隊于2011年開始的項目。2012年，Hystrix不斷發(fā)展和成熟，Netflix內(nèi)部的許多團隊都采用了它。如今，每天在Netflix上通過Hystrix執(zhí)行數(shù)百億個線程隔離和數(shù)千億個信號量隔離的調(diào)用。這極大地提高了正常運行時間和彈性。

在高并發(fā)訪問下，系統(tǒng)所依賴的服務(wù)的穩(wěn)定性對系統(tǒng)的影響非常大，依賴有很多不可控的因素，比如網(wǎng)絡(luò)連接變慢，資源突然繁忙，暫時不可用，服務(wù)脫機等。我們要構(gòu)建穩(wěn)定、可靠的分布式系統(tǒng)，就必須要有這樣一套容錯方法。

Hystrix的主要功能特性

熔斷器機制：熔斷器可以理解成保險絲，項目里使用Hystrix Command，當(dāng) Hystrix Command請求后，如果服務(wù)失敗數(shù)量超過一定比例(比如默認50%)，斷路器自動熔斷，該服務(wù)將進入熔斷狀態(tài)，后續(xù)請求都會進入fallback。

降級機制：通過fallbackMethod注解，當(dāng)請求后端服務(wù)出現(xiàn)異常的時候, 為了避免影響到其他業(yè)務(wù)邏輯，可以使用fallback方法指定的方法快速返回，或啟用“備胎方案”。

環(huán)境隔離：包括線程隔離和信號量隔離。

cache：Hystrix支持將一個請求結(jié)果緩存起來，下一個具有相同key的請求將直接從緩存中取出結(jié)果，減少請求開銷。

Hystrix Demo

通過一個demo快速理解Hystrix fallback 的使用

@Service
public class OrderQueryService {
     /**
     * 訂單查詢接口
     */
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "queryOrderBack")
    public List<Order> queryOrderFromRedis(String userId) {
      // todo  reids查詢邏輯
      return orderlist;
    }
     /**
     * 訂單查詢接口失敗降級方案
     */
    @SuppressWarnings("unused")
    private String queryOrderBack(String userId) {
      // todo  如，走ES查詢邏輯  或者 直接提示用戶“請稍后再試”
      // todo 通知維護人員處理故障
      return "";
    }
}

代碼解釋:

程序正常時，查詢訂單服務(wù)是走queryOrderFromRedis方法的邏輯，當(dāng)queryOrderFromRedis方法拋出異常，根據(jù)設(shè)定的異常比例，或者指定哪個異常，達到閾值觸法fallback開關(guān)，程序切換到queryOrderBack，設(shè)置程序走ES查詢邏輯 或者 直接提示用戶“請稍后再試”，根據(jù)業(yè)務(wù)自行設(shè)置。

哪些情況下會觸發(fā)fallback？

FAILURE：任意RuntimeException異常都可以激活fallback。

THREAD_POOL_REJECTED：并發(fā)執(zhí)行的任務(wù)數(shù)超過線程池和隊列之和時，也就是Hystrix的線程隔離機制。

SEMAPHORE_REJECTED：類似 THREAD_POOL_REJECTED ，當(dāng)服務(wù)的并發(fā)數(shù)大于信號量閾值時將進入fallback。比如配置程序執(zhí)行并發(fā)數(shù)不能大于3，由于信號量隔離下無論調(diào)用哪種命令執(zhí)行方法，Hystrix都不會創(chuàng)建新線程執(zhí)行run()/construct()，所以調(diào)用程序需要自己創(chuàng)建多個線程來模擬并發(fā)調(diào)用execute()，最后看到一旦并發(fā)線程>3，后續(xù)請求都進入fallback。

SHORT_CIRCUITED：在一定時間內(nèi)，用戶請求超過一定的比例失敗時，如超時，異常，線程并發(fā)達到限定最大值等，斷路器都會打開；短路器打開后所有請求直接走fallback，可以通過。circuitBreakerErrorThresholdPercentage方法設(shè)置百分比，默認是50。

TIMEOUT：即超時請求。

附錄：Hystrix策略配置

/* --------------統(tǒng)計相關(guān)------------------*/ 
// 統(tǒng)計滾動的時間窗口,默認:5000毫秒（取自circuitBreakerSleepWindowInMilliseconds）   
private final HystrixProperty metricsRollingStatisticalWindowInMilliseconds;   
// 統(tǒng)計窗口的Buckets的數(shù)量,默認:10個,每秒一個Buckets統(tǒng)計   
private final HystrixProperty metricsRollingStatisticalWindowBuckets; // number of buckets in the statisticalWindow   
// 是否開啟監(jiān)控統(tǒng)計功能,默認:true   
private final HystrixProperty metricsRollingPercentileEnabled;   
/* --------------熔斷器相關(guān)------------------*/ 
// 熔斷器在整個統(tǒng)計時間內(nèi)是否開啟的閥值，默認20。也就是在metricsRollingStatisticalWindowInMilliseconds（默認10s）內(nèi)至少請求20次，熔斷器才發(fā)揮起作用   
private final HystrixProperty circuitBreakerRequestVolumeThreshold;   
// 熔斷時間窗口，默認:5秒.熔斷器中斷請求5秒后會進入半打開狀態(tài),放下一個請求進來重試，如果該請求成功就關(guān)閉熔斷器，否則繼續(xù)等待一個熔斷時間窗口
private final HystrixProperty circuitBreakerSleepWindowInMilliseconds;   
//是否啟用熔斷器,默認true. 啟動   
private final HystrixProperty circuitBreakerEnabled;   
//默認:50%。當(dāng)出錯率超過50%后熔斷器啟動
private final HystrixProperty circuitBreakerErrorThresholdPercentage;  
//是否強制開啟熔斷器阻斷所有請求,默認:false,不開啟。置為true時，所有請求都將被拒絕，直接到fallback 
private final HystrixProperty circuitBreakerForceOpen;   
//是否允許熔斷器忽略錯誤,默認false, 不開啟   
private final HystrixProperty circuitBreakerForceClosed; 
/* --------------信號量相關(guān)------------------*/ 
//使用信號量隔離時，命令調(diào)用最大的并發(fā)數(shù),默認:10   
private final HystrixProperty executionIsolationSemaphoreMaxConcurrentRequests;   
//使用信號量隔離時，命令fallback(降級)調(diào)用最大的并發(fā)數(shù),默認:10   
private final HystrixProperty fallbackIsolationSemaphoreMaxConcurrentRequests; 
/* --------------其他------------------*/ 
//使用命令調(diào)用隔離方式,默認:采用線程隔離,ExecutionIsolationStrategy.THREAD   
private final HystrixProperty executionIsolationStrategy;   
//使用線程隔離時，調(diào)用超時時間，默認:1秒   
private final HystrixProperty executionIsolationThreadTimeoutInMilliseconds;   
//線程池的key,用于決定命令在哪個線程池執(zhí)行   
private final HystrixProperty executionIsolationThreadPoolKeyOverride;   
//是否開啟fallback降級策略 默認:true   
private final HystrixProperty fallbackEnabled;   
// 使用線程隔離時，是否對命令執(zhí)行超時的線程調(diào)用中斷（Thread.interrupt()）操作.默認:true   
private final HystrixProperty executionIsolationThreadInterruptOnTimeout; 
// 是否開啟請求日志,默認:true   
private final HystrixProperty requestLogEnabled;   
//是否開啟請求緩存,默認:true   
private final HystrixProperty requestCacheEnabled; // Whether request caching is enabled
//請求合并是允許的最大請求數(shù),默認: Integer.MAX_VALUE   
private final HystrixProperty maxRequestsInBatch;   
//批處理過程中每個命令延遲的時間,默認:10毫秒   
private final HystrixProperty timerDelayInMilliseconds;   
//批處理過程中是否開啟請求緩存,默認:開啟   
private final HystrixProperty requestCacheEnabled; 
/* 配置線程池大小,默認值10個 */ 
private final HystrixProperty corePoolSize; 
/* 配置線程值等待隊列長度,默認值:-1 建議值:-1表示不等待直接拒絕,測試表明線程池使用直接決絕策略+ 合適大小的非回縮線程池效率最高.所以不建議修改此值。 當(dāng)使用非回縮線程池時，queueSizeRejectionThreshold,keepAliveTimeMinutes 參數(shù)無效 */
private final HystrixProperty maxQueueSize; 

其他常用限流降級組件

Sentinel：阿里巴巴集團內(nèi)部基礎(chǔ)技術(shù)模塊，覆蓋了所有的核心場景。Sentinel 也因此積累了大量的流量歸整場景以及生產(chǎn)實踐。2018 年，Sentinel 開源，并持續(xù)演進。

Resilience4j：也是一個輕量級的容錯組件，其靈感來自于 Hystrix，但主要為 Java 8 和函數(shù)式編程所設(shè)計。輕量級體現(xiàn)在其只用 Vavr庫（前身是 Javaslang），沒有任何外部依賴。而 Hystrix 依賴了 Archaius ，Archaius 本身又依賴很多第三方包，例如 Guava、Apache Commons Configuration 等。

Sentinel 與 Hystrix resilience4j 對比

至于如何選擇，個人覺得，只要滿足需求掌握使用理念，選技術(shù)文檔最多最全的一種即可，你最熟悉的就是最適合你的。

總結(jié)

Hystrix 框架提供了高可用相關(guān)的各種各樣的功能，有了 Hystrix 的保護，整個系統(tǒng)可以長期處于高可用的狀態(tài)。

這一小節(jié)的內(nèi)容不僅僅是學(xué)會 Hystrix 這門工具的使用，更重要的是理解降級的設(shè)計理念，即便 Hystrix 官方已經(jīng)停止維護更新，但不可否定 Hystrix 是一個優(yōu)秀的生產(chǎn)力工具。

以上就是java分布式面試降級組件Hystrix的功能特性的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于java分布式面試降級組件Hystrix的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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