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.Net彈性和瞬態(tài)故障處理庫Polly介紹

 更新時間：2022年06月29日 15:20:48   作者：天方  
這篇文章介紹了.Net彈性和瞬態(tài)故障處理庫Polly，文中通過示例代碼介紹的非常詳細。對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下

Polly 是 .Net 下的一套瞬時故障處理及恢復(fù)的函式庫，可讓開發(fā)者以fluent及線程安全的方式來應(yīng)用諸如Retry、Circuit Breaker、Timeout、Bulkhead Isolation及Fallback等策略。

安裝

可以通過Nuget實現(xiàn)快速安裝：Install-Package Polly

基本用法

一個簡單的示例如下：

var policy = Policy
    .Handle<DivideByZeroException>()    //定義所處理的故障
    .Retry();    //故障的處理方法

policy.Execute(() => DoSomething());    //應(yīng)用策略

從上面的例子中我們可以看出，使用該策略一般包括三個步驟：

  • 定義所處理的故障
  • 定義故障的處理方法
  • 應(yīng)用策略

上述代碼在功能上和下面的代碼等價：

for (int i = 0; i < 2; i++)
{
    try
    {
        DoSomething();
    }
    catch (DivideByZeroException)
    {
        if (i > 1)
            throw;
    }
}

雖然這個例子比較簡單，帶來的優(yōu)越性并不明顯，但它以一種比較規(guī)范的方式定義了異常的處理策略，一來帶來了更好的體驗，帶來了更好的代碼可讀性，另外，隨著異常策略的復(fù)雜，它所帶來的對代碼的簡化就更加明顯了。下面就稍微詳細一點的深入介紹一下：

定義錯誤(故障)

常見故障定義方式是指定委托執(zhí)行過程中出現(xiàn)的特定異常，Polly中支持異常處理方式如下：

// 處理指定異常
Policy.Handle<DivideByZeroException>();

// 處理有條件的指定異常
Policy.Handle<SqlException>(ex => ex.Number == 1205);

// 處理多種異常
Policy.Handle<DivideByZeroException>()
    .Or<ArgumentException>();

// 處理多種有條件的異常
Policy.Handle<SqlException>(ex => ex.Number == 1205)
    .Or<ArgumentException>(ex => ex.ParamName == "example");

也支持異常的聚合：

Policy.Handle<ArgumentException>()
    .Or<ArgumentException>();

另外，也支持通過返回值判斷是否故障：

// 指定錯誤的返回值
Policy.HandleResult<int>(ret => ret <= 0);

故障處理策略：重試 

常見的處理策略是重試，Polly庫中內(nèi)置了各種常用的重試策略：

// 重試1次
Policy.Handle<TimeoutException>().Retry();

// 重試多次
Policy.Handle<TimeoutException>().Retry(3);

// 無限重試
Policy.Handle<TimeoutException>().RetryForever();

也支持retry時增加一些額外的行為：

Policy.Handle<TimeoutException>().Retry(3, (err, countdown, context) =>
{
    // log retry
});

也支持等待并重試：

// 等待并重試
Policy.Handle<TimeoutException>().WaitAndRetry(3, _ => TimeSpan.FromSeconds(3));

故障處理策略：回退（Fallback）

Fallback策略是在遇到故障是指定一個默認的返回值，

Policy<int>.Handle<TimeoutException>().Fallback(3);
Policy<int>.Handle<TimeoutException>().Fallback(() => 3);

當(dāng)然，遇到?jīng)]有返回值的也可以指定故障時的處理方法，

Policy.Handle<TimeoutException>().Fallback(()?=>?{?});

使用Fallback時，異常被捕獲，返回默認的返回結(jié)果。

PS: 帶參數(shù)的Fallback處理方式貌似在5.0之后發(fā)生了變化，成了本文所示的方式，以前是Fallback<T>

故障處理策略：斷路保護（Circuit Breaker）

Circuit Breaker也是一種比較常見的處理策略，它可以指定一定時間內(nèi)最大的故障發(fā)生次數(shù)，當(dāng)超過了該故障次數(shù)時，在該時間段內(nèi)，不再執(zhí)行Policy內(nèi)的委托。下面以一個簡單的示例演示下該策略的功能：

static void testPolicy()
{
    var circuitBreaker = Policy.Handle<TimeoutException>()
            .CircuitBreaker(3, TimeSpan.FromMinutes(1));
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        try
        {
            circuitBreaker.Execute(DoSomething);
        }
    
        catch (Polly.CircuitBreaker.BrokenCircuitException e)
        {
            Console.WriteLine(e.Message);
        }
        catch (TimeoutException)
        {
            Console.WriteLine("timeout");
        }
    }
}

static int index = 0;
static int DoSomething()
{
    Console.WriteLine($"DoSomething {index++}");
    throw new TimeoutException();
}

執(zhí)行結(jié)果如下：

DoSomething 0
timeout
DoSomething 1
timeout
DoSomething 2
timeout
The circuit is now open and is not allowing calls.
The circuit is now open and is not allowing calls.

可以看到，前面3次都能執(zhí)行委托DoSomething，但出錯次數(shù)到達3次后，已經(jīng)進入斷路保護章臺，后面兩次調(diào)用直接返回BrokenCircuitException。直到達到保護時間超時后，對策略的調(diào)用才會再次執(zhí)行DoSomething委托。

這種策略在調(diào)用遠程服務(wù)時非常實用，當(dāng)一定時間內(nèi)的調(diào)用都出錯時，往往可以認為服務(wù)提供者已經(jīng)不可用，后續(xù)調(diào)用完全可以直接失敗，以避免重試的開銷。直到一定時間后才需要再次重試。

相對其它處理策略，CircuitBreaker是一個比較復(fù)雜的策略，它是有狀態(tài)的，可以通過CircuitState屬性獲?。?/p> 

var state = circuitBreaker.CircuitState;

它有四種狀態(tài)：

  • CircuitState.Closed - 常態(tài)，可執(zhí)行actions。
  • CircuitState.Open - 自動控制器已斷開電路，不允許執(zhí)行actions。
  • CircuitState.HalfOpen - 在自動斷路時間到時，從斷開的狀態(tài)復(fù)原。可執(zhí)行actions，后續(xù)的action/s或控制的完成，會讓狀態(tài)轉(zhuǎn)至Open或Closed。
  • CircuitState.Isolated - 在電路開路的狀態(tài)時手動hold住，不允許執(zhí)行actions。

除了超時和策略執(zhí)行失敗的這種自動方式外，也可以手動控制它的狀態(tài)：

// 手動打開(且保持)一個斷路器–例如手動隔離downstream的服務(wù)
circuitBreaker.Isolate();

// 重置一個斷路器回closed的狀態(tài)，可再次接受actions的執(zhí)行
circuitBreaker.Reset();

更多的介紹可以參看官方文檔：Circuit Breaker

故障封裝策略（PolicyWrap）

我們可以通過PolicyWrap的方式，封裝出一個更加強大的策略：

var fallback = Policy<int>.Handle<TimeoutException>().Fallback(100);
var retry = Policy<int>.Handle<TimeoutException>().Retry(2);

var retryAndFallback = fallback.Wrap(retry);

這個策略就是將Retry和Fallback組合起來，形成一個retry and fallback的策略，也可以寫成如下形式：

Policy.Wrap(fallback,?retry);

當(dāng)執(zhí)行這個新策略時：

retryAndFallback.Execute(DoSomething);

等價于執(zhí)行：

fallback.Execute(()=>?retry.Execute(DoSomething));

封裝策略本身是屬于彈性策略的范疇，這里只是提及一下，以演示Polly模塊強大的功能，關(guān)于彈性策略更多內(nèi)容在下文中再做更詳細的介紹。

到此這篇關(guān)于.Net彈性和瞬態(tài)故障處理庫Polly的文章就介紹到這了。希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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