SpringCloud Hystrix源码解析(一)

SpringCloud Hystrix源码解析

看本篇之前请看

五分钟学会 Spring Cloud Hystrix：服务容错保护（小白必看，一看就会系列教程）

使用Hystrix 后的远程调用流程如下：
1 ）构建HystrixCommand 或者Hys trixObservableCommand 对象。
2 ）执行命令。
3 ）检查是否有相同命令执行的缓存。
4 ）检查断路器是否打开。
5 ）检查线程池或者信号量是否被消耗完。
6 ）调用Hystri xOb servabl eCommand#construct 或Hystri xCommand#run 执行被封装的远程调用逻辑。
7 ）计算链路的健康情况。
8 ）在命令执行失败时获取Fallback 逻辑。
9 ）返回成功的Observable 。

封装HystrixCommand

1. @HystrixCommand 注解
   在基础应用中我们使用＠HystrixCommand 注解来包装需要保护的远程调用方法。首先查看该注解的相关属性，代码如下所示：

/ / HystrixComrnand . Java
@Target ( {
     Element Type . METHOD})
@Retentio口（ RetentionPolicy . RUNTIME)
@Inherited
@Document ed
pu b l 工C @int er face Hys t r ixComrnand {
     
／／命令分组键用于报告、预警以及面板展示
／／默认为被注解方法的运行时类名
String groupKey() default
／／日ystr 工X 的命令键，用于区分不同的注解方法
／／默认为注解方法的名称
String commandKey () default
／／线程池键用来指定命令执行的HystrixTh readPool
Str 工ng threadPoolKey () defaul t ”” ;
第6 章断路器Hystrix •!• 125
／／指定Fallback方法名， Fallback方法也可以被HystrixCommand注解
String fallbackMethod () default
／／自定义命令的相关配置
HystrixProperty[) commandProperties() default {
     } ;
／／自定义线程池的相关配置
HystrixProperty [ J threadPoolProperties () default {
     } ;
／／定义忽略哪些异常
Class<? ext ends Throwable>[) ignoreExceptions() default {
     } ;
／／默认的fallback
String defaultFallback() default “”；
}

一般来说，对于HystrixCommand 的配置，仅需要关注fallbac灿fothod 方法，当然如果对命令和线程池有特定需要，可以进行额外的配置。除了＠HystrixCommand 还有一个＠Hystrix Collapser 注解用于请求合并操作，但是需要与＠HystrixCommand 结合使用， 批量操作的方法必须被＠HystrixCommand 注解。

2. HystrixCommandAspect 切面
   被注解修饰的方法将会被HystrixCommand 包装执行，在Hystrix 中通过Aspectj 切面的方式来将被注解修饰的方法进行封装调用。

1 ）通过MetaHolderFactory 构建出被注解修饰方法中用于构建HystrixCommand 必要信息集合类MetaHolder 。
2 ）根据MetaHolder 通过HystrixCommandFactory 构建出合适的HystrixCommand 。
3 ）委托CommandExecutor 执行HystrixCommand ，得到结果。
MetaHolder 持有用于构建HystrixCommand 和与被包装方法相关的必要信息，如被注解的方法、失败回滚执行的方法和默认的命令键等属性。

//MetaHolder . Java
@Immutable
public final class MetaHolder {
     
private fina l Method method ; ／／被注解的方法
pr 工vate final Method cacheKeyMethod ;
pri vate final Method ajcMethod ;
private final Method fallbackMethod ; ／／失败回滚执行的方法
private final String defaultGroupKey ; ／／ 默认的group键
private final String defaultCommandKey ; ／／默认的命令键
private f inal String defaultCollapserKey ; ／／默认的合并请求键
private f 工nal String defaultThreadPoolKey ; ／／默认的线程池键
private final Executiontype executiontype ; I I 执行类型
}

在HystrixCommandFactory 类中，用于创建HystrixCommand 的方法如下所示：

//HystrixCommandFactory . java
public Hystrxinvokable create(MetaHolder metaHolder) {
     
HystriX invokable executable ;
／／构建请求合并的命令
if (metaHolder . isCollapserAnnotationPresent () ) (
executable = new CommandCollapser(metaHolder) ;
} else if (metaHolder isObservable()) (
executable ＝ 口ew GenericObservableCommand (HystrixCommandBui lderFactory .
getinstance() create(metaHolder)) ;
 else (
executable = new GenericCommand(Hystrix CommandBu lderFactory . getinstance() .
create (metaHolder)) ;
return executable;
}

根据MetaHolder# isObservable 方法返回属性的不同， 将会构建不同的命令，比如HystrixCommand 或者HystrixObservableCommand ，前者将同步或者异步执行命令， 后者异步回调执行命令。Hystrix 根据被包装方法的返回值来决定命令的执行方式

根据被包装方法的返回值类型决定命令执行的Execution Type ，从而决定构建HystrixCommand 还是HystrixObservableCommand 。其中Future 类型的返回值将会被异步执行， rx 类型的返回值将会被异步回调执行，其他的类型将会被同步执行。
CommandExecutor 根据MetaHolder 中ExecutionType 执行类型的不同，选择同步执行、异步执行还是异步回调执行，返回不同的执行结果。同步执行，直接返回结果对象；异步执行，返回Future ，封装了异步操作的结果；异步回调执行将返回Observable ，封装响应式
执行的结果，可以通过它对执行结果进行订阅，在执行结束后进行特定的操作。

HystrixCommand 类结构

虽然类图很复杂，但是最终实现类只有三个，分别是同步或异步执行命令的GenericCommand ； 请求合并执行命令的BatchHystrixCommand ， 以及异步回调执行命令的GenericObservableCommand

异步回调执行命令

在observe 方法中， 首先将创建一个方法ReplaySu均ect, rx 中的Subject 既是一个Observable 也是一个Observer 。接着调用toObservable 方法获取到懒执行的Observable,通过创建的ReplaySubject 订阅该Observable ，启动Observable 中相关命令， 同时返回ReplaySubject 给后续的观察者，用于订阅来获取执行结果（ ReplaySubject 会推送所有来自原始Observable 的事件给观察者，无论它们是何时订阅的） 。

AbstractCommand#toObservable
1 ） 首先通过Observable#defer 方法来构建返回的Observable a 以Observable#defer 方式声明的Observable 只有当有观察者订阅才会真正开始创建，并且是为每一个观察者创建一个新的Observable ，这就保证了toObservable 方法返回的Observable 是纯净的，并没有
开始执行命令。
2 ）在构建Observable 过程中，先通过commandState 查看当前的命令执行状态，保证命令未开始执行并且每条命令只能执行一次。
3 ）如果允许请求缓存并且缓存存在的话，将尝试从缓存中获取对应的执行结果，并直接返回结果。
4 ）如果无法获取缓存，通过applyHystrixSemantics 方法构建用于返回的Observable 。
5 ）如果允许请求缓存，将ObsErvable 放置到缓存中用于下一次调用。
6 ） 最后为返回Observable 添加提前定义好的回调方法。
在上述的流程中，需要重点关注两个地方，一个是HystrixRequestCache ，其内封装了
缓存Observable 的逻辑；另一个是applyHystrix Semantics 回调方法，其内封装了断路、资源隔离等核心断路器逻辑。

·HystrixRequestCache 请求援存
HystrixRequestCache 对Observable 进行缓存操作，使用每个命令特有的cacheKey 对Observable 进行缓存，通过ConcurrentHashMap 保存缓存结果以保证线程安全。

HystrixRequestCache 中缓存的并不是直接的Observable ， 而是被封装好的HystrixCachedObservable。在HystrixCachedObservable 中，通过ReplaySubject 订阅需要缓存的Observable ，保证了缓存的Observable 能够多次执行.

applyHystrixSemantics 断路器判断与获取信号量
在applyHystrixSemantics 回调方法中， 通过AbstractCommand#app ly HystrixSemantics方法声明Observable 。它主要工作是判断断路器是否打开， 以及尝试获取信号量用于执行命令（仅在信号量隔离模式下生效)
在AbstractColilIIland#applyHystrix.Semant ic s 中， 首先通过断路器Hystrix.CircuitBreaker 检查链路中的断路器是否开启， 如果开启的话，执行断路失败逻辑handleShortCircuitViaFallback方法。如果通过断路器的检查， 将会尝试获取信号量。如果不能获取信号量，那么执行信号量获取失败逻辑handleSemaphoreRejection ViaFallback 方法。当上述检查都通过了，才执行exec uteCornmandAndObserve 方法获取执行命令的Observable ， 并为该Observable 配置
回调操作， 该回调操作在命令执行结束后以及取消订阅时用于释放信号量。

executeCommandAndObserve 配置执行异常回调方法
executeCommandAndObserve 方法主要用于为执行命令Observable 配置执行失败的回调方法，对执行失败的结果进行记录和处理。

executeCo mm an dWith Specifiedlsolation 配置线程隔离和超时控制
executeCommandW ithSpeci fiedlsolatio n 方法为命令构造了隔离的执行环境，提供两种资源隔离的方式， 线程隔离和信号量隔离；如果Hystrix 配置中开启了超时控制，还会通过Observable#lift 方法将现有的Observable 转化为添加了超时检查的Observable 。

getExecutionObservable 配置被封装的远程调用方法
getUserEx巳cutionObservable 方法将为命令获取在声明HystrixCommand 时被包装的具
体远程调用方法。在getUserExec utionObservable 方法中，通过getExecutionObservable 抽象方法将具体实现延迟到子类中

本篇讲解了

• Hystrix封装HystrixCommand
• HystrixCommand类结构
• 异步回调命令的原理解析

下篇解读

• 异步回调执行命令
• 断路器逻辑
• 资源隔离
• 请求超时监控
• 失败回滚逻辑的实现原理

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