詳解.NET?Core如何構(gòu)建一個(gè)彈性的HTTP請(qǐng)求機(jī)制

更新時(shí)間：2025年01月22日 09:18:42 作者：代碼拾光

在分布式系統(tǒng)中,服務(wù)間的依賴(lài)關(guān)系復(fù)雜,任何一個(gè)服務(wù)的故障都可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的不可用,這時(shí)彈性?HTTP?請(qǐng)求機(jī)制就可以幫助我們,下面我們就來(lái)看看.NET?Core如何構(gòu)建一個(gè)彈性的HTTP請(qǐng)求機(jī)制吧

1. 理解彈性 HTTP 請(qǐng)求機(jī)制

什么是彈性

彈性是指系統(tǒng)在面對(duì)故障或異常情況時(shí)，能夠保持或快速恢復(fù)到正常狀態(tài)的能力。在 HTTP 請(qǐng)求的上下文中，彈性意味著當(dāng)請(qǐng)求失敗時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)采取一系列措施（如重試、降級(jí)、斷路等）來(lái)確保請(qǐng)求最終成功或優(yōu)雅地處理失敗。

為什么需要彈性 HTTP 請(qǐng)求機(jī)制

在分布式系統(tǒng)中，服務(wù)間的依賴(lài)關(guān)系復(fù)雜，任何一個(gè)服務(wù)的故障都可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的不可用。彈性 HTTP 請(qǐng)求機(jī)制可以幫助我們：

提高系統(tǒng)的可用性：通過(guò)重試、斷路等策略，減少因瞬態(tài)故障導(dǎo)致的系統(tǒng)不可用。
增強(qiáng)用戶體驗(yàn)：通過(guò)快速恢復(fù)和優(yōu)雅降級(jí)，減少用戶感知到的故障時(shí)間。
降低運(yùn)維成本：通過(guò)自動(dòng)化處理故障，減少人工干預(yù)的需求。

彈性機(jī)制的核心原則

重試（Retry）：在請(qǐng)求失敗時(shí)，自動(dòng)重試一定次數(shù)。
斷路器（Circuit Breaker）：當(dāng)失敗率達(dá)到一定閾值時(shí)，暫時(shí)停止請(qǐng)求，避免雪崩效應(yīng)。
超時(shí)（Timeout）：設(shè)置請(qǐng)求的超時(shí)時(shí)間，避免長(zhǎng)時(shí)間等待。
降級(jí)（Fallback）：當(dāng)請(qǐng)求失敗時(shí)，提供備用的響應(yīng)或行為。
負(fù)載均衡（Load Balancing）：將請(qǐng)求分散到多個(gè)服務(wù)實(shí)例，避免單點(diǎn)故障。

2. .NET Core 中的 HTTP 請(qǐng)求基礎(chǔ)

HttpClient 的使用

在 .NET Core 中，HttpClient 是用于發(fā)送 HTTP 請(qǐng)求和接收 HTTP 響應(yīng)的主要類(lèi)。以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的 HttpClient 使用示例：

using System;
using System.Net.Http;
using System.Threading.Tasks;

public class HttpClientApplication
{
    public static async Task Main(string[] args)
    {
        using (HttpClient client = new HttpClient())
        {
            // 發(fā)送 GET 請(qǐng)求
            HttpResponseMessage response = await client.GetAsync("https://******");
            if (response.IsSuccessStatusCode)
            {
                // 讀取響應(yīng)內(nèi)容
                string content = await response.Content.ReadAsStringAsync();
                Console.WriteLine(content);
            }
            else
            {
                // 輸出錯(cuò)誤狀態(tài)碼
                Console.WriteLine($"Error: {response.StatusCode}");
            }
        }
    }
}

HttpClientFactory 的引入

HttpClient 的直接使用存在一些問(wèn)題，如 DNS 更新問(wèn)題和套接字耗盡問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，.NET Core 引入了 HttpClientFactory，它提供了更好的 HttpClient 生命周期管理和配置選項(xiàng)。

在 Startup.cs 中配置 HttpClientFactory：

public class Startup
{
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        // 注冊(cè) HttpClientFactory 并添加一個(gè)命名的 HttpClient
        services.AddHttpClient("ResilientClient", client =>
        {
            client.BaseAddress = new Uri("https://******"); // 設(shè)置基礎(chǔ)地址
            client.DefaultRequestHeaders.Add("Accept", "application/json"); // 設(shè)置默認(rèn)請(qǐng)求頭
        });
    }

    public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
    {
        // 其他中間件配置
    }
}

在控制器或服務(wù)中使用 HttpClientFactory：

using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using System.Net.Http;
using System.Threading.Tasks;

[ApiController]
[Route("[controller]")]
public class ResilientController : ControllerBase
{
    private readonly IHttpClientFactory _httpClientFactory;

    public ResilientController(IHttpClientFactory httpClientFactory)
    {
        _httpClientFactory = httpClientFactory;
    }

    [HttpGet]
    public async Task<IActionResult> Get()
    {
        // 通過(guò)名稱(chēng)獲取 HttpClient 實(shí)例
        var client = _httpClientFactory.CreateClient("ResilientClient");

        // 發(fā)送 GET 請(qǐng)求
        var response = await client.GetAsync("posts/list");
        if (response.IsSuccessStatusCode)
        {
            var content = await response.Content.ReadAsStringAsync();
            return Ok(content); // 返回成功響應(yīng)
        }

        return StatusCode((int)response.StatusCode); // 返回錯(cuò)誤狀態(tài)碼
    }
}

優(yōu)點(diǎn)：

生命周期管理：HttpClientFactory 自動(dòng)管理 HttpClient 的生命周期，避免套接字耗盡問(wèn)題。
配置靈活：可以為不同的 API 配置不同的 HttpClient 實(shí)例。
DNS 更新支持：HttpClientFactory 會(huì)定期刷新 DNS 緩存。

3. 實(shí)現(xiàn)基本的重試機(jī)制

簡(jiǎn)單的重試邏輯

在沒(méi)有使用任何庫(kù)的情況下，我們可以通過(guò)簡(jiǎn)單的循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)重試邏輯：

public async Task<string> GetDataWithRetryAsync(int maxRetries = 3)
{
    int retryCount = 0;
    while (true)
    {
        try
        {
            // 發(fā)送 GET 請(qǐng)求
            HttpResponseMessage response = await _httpClient.GetAsync("data");
            response.EnsureSuccessStatusCode(); // 確保請(qǐng)求成功
            return await response.Content.ReadAsStringAsync(); // 返回響應(yīng)內(nèi)容
        }
        catch (HttpRequestException)
        {
            retryCount++;
            if (retryCount >= maxRetries)
            {
                throw; // 超過(guò)重試次數(shù)后拋出異常
            }
        }
    }
}

使用 Polly 實(shí)現(xiàn)重試策略

Polly 是一個(gè)流行的 .NET 彈性庫(kù)，提供了豐富的策略來(lái)實(shí)現(xiàn)重試、斷路、超時(shí)等功能。以下是一個(gè)使用 Polly 實(shí)現(xiàn)重試策略的示例：

using Polly;
using Polly.Retry;

public class RetryService
{
    private readonly HttpClient _httpClient;
    private readonly AsyncRetryPolicy<HttpResponseMessage> _retryPolicy;

    public RetryService(HttpClient httpClient)
    {
        _httpClient = httpClient;
        // 配置重試策略：最多重試 3 次，每次等待 2 秒
        _retryPolicy = Policy
            .HandleResult<HttpResponseMessage>(r => !r.IsSuccessStatusCode) // 處理失敗響應(yīng)
            .Or<HttpRequestException>() // 處理請(qǐng)求異常
            .WaitAndRetryAsync(3, retryAttempt => TimeSpan.FromSeconds(Math.Pow(2, retryAttempt))); // 指數(shù)退避
    }

    public async Task<string> GetDataWithRetryAsync()
    {
        // 執(zhí)行重試策略
        HttpResponseMessage response = await _retryPolicy.ExecuteAsync(() => _httpClient.GetAsync("data"));
        response.EnsureSuccessStatusCode(); // 確保請(qǐng)求成功
        return await response.Content.ReadAsStringAsync(); // 返回響應(yīng)內(nèi)容
    }
}

重試策略的配置

Polly 允許我們靈活地配置重試策略，包括重試次數(shù)、重試間隔等。以下是一個(gè)配置指數(shù)退避重試策略的示例：

_retryPolicy = Policy
    .HandleResult<HttpResponseMessage>(r => !r.IsSuccessStatusCode)
    .Or<HttpRequestException>()
    .WaitAndRetryAsync(5, retryAttempt => TimeSpan.FromSeconds(Math.Pow(2, retryAttempt)));

4. 處理瞬態(tài)故障

什么是瞬態(tài)故障

瞬態(tài)故障是指那些暫時(shí)性的、通常會(huì)自動(dòng)恢復(fù)的故障。例如，網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)、服務(wù)暫時(shí)不可用等。瞬態(tài)故障的特點(diǎn)是它們通常是短暫的，重試后可能會(huì)成功。

常見(jiàn)的瞬態(tài)故障類(lèi)型

網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)：網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定導(dǎo)致的請(qǐng)求失敗。
服務(wù)暫時(shí)不可用：目標(biāo)服務(wù)因負(fù)載過(guò)高或維護(hù)而暫時(shí)不可用。
資源限制：目標(biāo)服務(wù)因資源限制（如 CPU、內(nèi)存）而暫時(shí)無(wú)法處理請(qǐng)求。

使用 Polly 處理瞬態(tài)故障

Polly 提供了多種策略來(lái)處理瞬態(tài)故障，包括重試、斷路、超時(shí)等。以下是一個(gè)結(jié)合重試和斷路策略的示例：

  // 定義重試策略，當(dāng)HTTP請(qǐng)求失敗時(shí)進(jìn)行重試
  var retryPolicy = Policy
      .HandleResult<HttpResponseMessage>(r => !r.IsSuccessStatusCode)
      .Or<HttpRequestException>()
      // 設(shè)置重試次數(shù)為3次，每次重試的間隔時(shí)間按指數(shù)遞增（2^retryAttempt秒）
      .WaitAndRetryAsync(3, retryAttempt => TimeSpan.FromSeconds(Math.Pow(2, retryAttempt)));

  // 定義熔斷策略，當(dāng)連續(xù)失敗次數(shù)達(dá)到閾值時(shí)，熔斷一段時(shí)間
  var circuitBreakerPolicy = Policy
      .HandleResult<HttpResponseMessage>(r => !r.IsSuccessStatusCode)
      .Or<HttpRequestException>()
      .CircuitBreakerAsync(5, TimeSpan.FromSeconds(30)); // 設(shè)置熔斷條件：連續(xù)失敗5次后，熔斷30秒

  // 將重試策略和熔斷策略組合成一個(gè)綜合策略
  var combinedPolicy = Policy.WrapAsync(retryPolicy, circuitBreakerPolicy);

  HttpResponseMessage response = await combinedPolicy.ExecuteAsync(() => _httpClient.GetAsync("data"));

5. 實(shí)現(xiàn)斷路器模式

斷路器模式的概念

斷路器模式是一種用于防止系統(tǒng)因依賴(lài)服務(wù)故障而崩潰的設(shè)計(jì)模式。當(dāng)依賴(lài)服務(wù)的失敗率達(dá)到一定閾值時(shí)，斷路器會(huì)打開(kāi)，停止所有請(qǐng)求，直到依賴(lài)服務(wù)恢復(fù)。

使用 Polly 實(shí)現(xiàn)熔斷策略

Polly 提供了 CircuitBreaker 策略來(lái)實(shí)現(xiàn)熔斷策略。以下是一個(gè)使用 Polly 實(shí)現(xiàn)熔斷策略的示例：

var circuitBreakerPolicy = Policy
    .HandleResult<HttpResponseMessage>(r => !r.IsSuccessStatusCode)
    .Or<HttpRequestException>()
    .CircuitBreakerAsync(5, TimeSpan.FromSeconds(30)); // 連續(xù)失敗 5 次后，斷路器打開(kāi) 30 秒

HttpResponseMessage response = await circuitBreakerPolicy.ExecuteAsync(() => _httpClient.GetAsync("data"));

配置熔斷策略參數(shù)

Polly 允許我們配置熔斷策略的參數(shù)，包括失敗次數(shù)閾值、斷路時(shí)間等。以下是一個(gè)配置斷路器的示例：

var circuitBreakerPolicy = Policy
    .HandleResult<HttpResponseMessage>(r => !r.IsSuccessStatusCode)
    .Or<HttpRequestException>()
    .CircuitBreakerAsync(
        exceptionsAllowedBeforeBreaking: 5, // 允許的失敗次數(shù)
        durationOfBreak: TimeSpan.FromSeconds(30) // 斷路時(shí)間
    );

6. 超時(shí)和超時(shí)策略

設(shè)置請(qǐng)求超時(shí)

在 HttpClient 中，我們可以通過(guò) Timeout 屬性設(shè)置請(qǐng)求的超時(shí)時(shí)間：

_httpClient.Timeout = TimeSpan.FromSeconds(10); // 設(shè)置超時(shí)時(shí)間為 10 秒

使用 Polly 實(shí)現(xiàn)超時(shí)策略

Polly 提供了 Timeout 策略來(lái)實(shí)現(xiàn)超時(shí)控制。以下是一個(gè)使用 Polly 實(shí)現(xiàn)超時(shí)策略的示例：

var timeoutPolicy = Policy.TimeoutAsync<HttpResponseMessage>(TimeSpan.FromSeconds(10)); // 設(shè)置超時(shí)時(shí)間為 10 秒

HttpResponseMessage response = await timeoutPolicy.ExecuteAsync(() => _httpClient.GetAsync("data"));

超時(shí)與重試的結(jié)合

我們可以將超時(shí)策略與重試策略結(jié)合使用，以應(yīng)對(duì)因超時(shí)導(dǎo)致的請(qǐng)求失?。?/p>

var retryPolicy = Policy
    .HandleResult<HttpResponseMessage>(r => !r.IsSuccessStatusCode)
    .Or<HttpRequestException>()
    .WaitAndRetryAsync(3, retryAttempt => TimeSpan.FromSeconds(Math.Pow(2, retryAttempt))); // 重試策略

var timeoutPolicy = Policy.TimeoutAsync<HttpResponseMessage>(TimeSpan.FromSeconds(10)); // 超時(shí)策略

var combinedPolicy = Policy.WrapAsync(retryPolicy, timeoutPolicy); // 組合策略

HttpResponseMessage response = await combinedPolicy.ExecuteAsync(() => _httpClient.GetAsync("data"));

7. 負(fù)載均衡與請(qǐng)求分流

負(fù)載均衡的基本概念

負(fù)載均衡是指將請(qǐng)求分散到多個(gè)服務(wù)實(shí)例，以避免單點(diǎn)故障和提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。常見(jiàn)的負(fù)載均衡策略包括輪詢(xún)、隨機(jī)、加權(quán)輪詢(xún)等。

在 .NET Core 中實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡

在 .NET Core 中，我們可以通過(guò)配置多個(gè) HttpClient 實(shí)例來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的負(fù)載均衡示例：

public class LoadBalancer
{
    private readonly List<HttpClient> _httpClients;
    private readonly Random _random = new Random();

    public LoadBalancer(IHttpClientFactory httpClientFactory)
    {
        _httpClients = new List<HttpClient>
        {
            httpClientFactory.CreateClient("ServiceInstance1"), // 實(shí)例 1
            httpClientFactory.CreateClient("ServiceInstance2"), // 實(shí)例 2
            httpClientFactory.CreateClient("ServiceInstance3")  // 實(shí)例 3
        };
    }

    public async Task<string> GetDataAsync()
    {
        // 隨機(jī)選擇一個(gè) HttpClient 實(shí)例
        HttpClient client = _httpClients[_random.Next(_httpClients.Count)];
        HttpResponseMessage response = await client.GetAsync("data");
        response.EnsureSuccessStatusCode();
        return await response.Content.ReadAsStringAsync();
    }
}

請(qǐng)求分流的策略

請(qǐng)求分流是指根據(jù)某些條件（如請(qǐng)求內(nèi)容、用戶身份等）將請(qǐng)求分發(fā)到不同的服務(wù)實(shí)例。以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的請(qǐng)求分流示例：

public async Task<string> GetDataAsync(string userId)
{
    // 根據(jù)用戶 ID 選擇不同的 HttpClient 實(shí)例
    HttpClient client = userId.StartsWith("A") ? _httpClients[0] : _httpClients[1];
    HttpResponseMessage response = await client.GetAsync("data");
    response.EnsureSuccessStatusCode();
    return await response.Content.ReadAsStringAsync();
}

8. 監(jiān)控與日志記錄

監(jiān)控 HTTP 請(qǐng)求的重要性

監(jiān)控 HTTP 請(qǐng)求可以幫助我們及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。常見(jiàn)的監(jiān)控指標(biāo)包括請(qǐng)求成功率、響應(yīng)時(shí)間、錯(cuò)誤率等。

使用 Application Insights 進(jìn)行監(jiān)控

Application Insights 是 Azure 提供的一個(gè)應(yīng)用性能管理服務(wù)，可以幫助我們監(jiān)控和分析 HTTP 請(qǐng)求。以下是一個(gè)使用 Application Insights 監(jiān)控 HTTP 請(qǐng)求的示例：

public class HttpRemoteService
{
    private readonly HttpClient _httpClient;
    private readonly TelemetryClient _telemetryClient;

    public HttpRemoteService(HttpClient httpClient, TelemetryClient telemetryClient)
    {
        _httpClient = httpClient;
        _telemetryClient = telemetryClient;
    }

    public async Task<string> GetDataAsync()
    {
        var startTime = DateTime.UtcNow;
        var timer = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew();

        try
        {
            HttpResponseMessage response = await _httpClient.GetAsync("data");
            response.EnsureSuccessStatusCode();
            return await response.Content.ReadAsStringAsync();
        }
        catch (Exception ex)
        {
            _telemetryClient.TrackException(ex); // 記錄異常
            throw;
        }
        finally
        {
            timer.Stop();
            _telemetryClient.TrackDependency("HTTP", "GET", "data", startTime, timer.Elapsed, true); // 記錄依賴(lài)調(diào)用
        }
    }
}

日志記錄的最佳實(shí)踐

日志記錄是監(jiān)控和調(diào)試的重要工具。以下是一些日志記錄的最佳實(shí)踐：

記錄關(guān)鍵信息：如請(qǐng)求 URL、響應(yīng)狀態(tài)碼、響應(yīng)時(shí)間等。
使用結(jié)構(gòu)化日志：便于日志的查詢(xún)和分析。
避免記錄敏感信息：如密碼、令牌等。

public async Task<string> GetDataAsync()
{
    _logger.LogInformation("正在發(fā)送 HTTP GET 請(qǐng)求到 {Url}", "https://api.*****.com/data");

    try
    {
        HttpResponseMessage response = await _httpClient.GetAsync("data");
        response.EnsureSuccessStatusCode();
        string content = await response.Content.ReadAsStringAsync();
        _logger.LogInformation("請(qǐng)求成功，響應(yīng)狀態(tài)碼: {StatusCode}", response.StatusCode);
        return content;
    }
    catch (Exception ex)
    {
        _logger.LogError(ex, "請(qǐng)求失敗: {Message}", ex.Message);
        throw;
    }
}

到此這篇關(guān)于詳解.NET Core如何構(gòu)建一個(gè)彈性的HTTP請(qǐng)求機(jī)制的文章就介紹到這了,更多相關(guān)NET Core構(gòu)建HTTP請(qǐng)求機(jī)制內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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