SpringCloud升级之路2020.0.x版-34.验证重试配置正确性(1)

本系列代码地址：https://github.com/JoJoTec/spring-cloud-parent

在前面一节，我们利用 resilience4j 粘合了 OpenFeign 实现了断路器、重试以及线程隔离，并使用了新的负载均衡算法优化了业务激增时的负载均衡算法表现。这一节，我们开始编写单元测试验证这些功能的正确性，以便于日后升级依赖，修改的时候能保证正确性。同时，通过单元测试，我们更能深入理解 Spring Cloud。

验证重试配置

对于我们实现的重试，我们需要验证：

1. 验证配置正确加载：即我们在 Spring 配置（例如 application.yml）中的加入的 Resilience4j 的配置被正确加载应用了。
2. 验证针对 ConnectTimeout 重试正确：FeignClient 可以配置 ConnectTimeout 连接超时时间，如果连接超时会有连接超时异常抛出，对于这种异常无论什么请求都应该重试，因为请求并没有发出。
3. 验证针对断路器异常的重试正确：断路器是微服务实例方法级别的，如果抛出断路器打开异常，应该直接重试下一个实例。
4. 验证针对限流器异常的重试正确：当某个实例线程隔离满了的时候，抛出线程限流异常应该直接重试下一个实例。
5. 验证针对非 2xx 响应码可重试的方法重试正确
6. 验证针对非 2xx 响应码不可重试的方法没有重试
7. 验证针对可重试的方法响应超时异常重试正确：FeignClient 可以配置 ReadTimeout 即响应超时，如果方法可以重试，则需要重试。
8. 验证针对不可重试的方法响应超时异常不能重试：FeignClient 可以配置 ReadTimeout 即响应超时，如果方法不可以重试，则不能重试。

验证配置正确加载

我们可以定义不同的 FeignClient，之后检查 resilience4j 加载的重试配置来验证重试配置的正确加载。

首先定义两个 FeignClient，微服务分别是 testService1 和 testService2，contextId 分别是 testService1Client 和 testService2Client

@FeignClient(name = "testService1", contextId = "testService1Client")
public interface TestService1Client {
    @GetMapping("/anything")
    HttpBinAnythingResponse anything();
}
@FeignClient(name = "testService2", contextId = "testService2Client")
    public interface TestService2Client {
        @GetMapping("/anything")
        HttpBinAnythingResponse anything();
}

然后，我们增加 Spring 配置，使用 SpringExtension 编写单元测试类：

//SpringExtension也包含了 Mockito 相关的 Extension，所以 @Mock 等注解也生效了
@ExtendWith(SpringExtension.class)
@SpringBootTest(properties = {
        //默认请求重试次数为 3
        "resilience4j.retry.configs.default.maxAttempts=3",
        // testService2Client 里面的所有方法请求重试次数为 2
        "resilience4j.retry.configs.testService2Client.maxAttempts=2",
})
@Log4j2
public class OpenFeignClientTest {
    @SpringBootApplication
    @Configuration
    public static class App {
    }
}

编写测试代码，验证配置加载正确性：

@Test
public void testConfigureRetry() {
    //读取所有的 Retry
    List retries = retryRegistry.getAllRetries().asJava();
    //验证其中的配置是否符合我们填写的配置
    Map retryMap = retries.stream().collect(Collectors.toMap(Retry::getName, v -> v));
    //我们初始化 Retry 的时候，使用 FeignClient 的 ContextId 作为了 Retry 的 Name
    Retry retry = retryMap.get("testService1Client");
    //验证 Retry 配置存在
    Assertions.assertNotNull(retry);
    //验证 Retry 配置符合我们的配置
    Assertions.assertEquals(retry.getRetryConfig().getMaxAttempts(), 3);
    retry = retryMap.get("testService2Client");
    //验证 Retry 配置存在
    Assertions.assertNotNull(retry);
    //验证 Retry 配置符合我们的配置
    Assertions.assertEquals(retry.getRetryConfig().getMaxAttempts(), 2);
}

验证针对 ConnectTimeout 重试正确

我们可以通过针对一个微服务注册两个实例，一个实例是连接不上的，另一个实例是可以正常连接的，无论怎么调用 FeignClient，请求都不会失败，来验证重试是否生效。我们使用 HTTP 测试网站来测试，即 http://httpbin.org 。这个网站的 api 可以用来模拟各种调用。其中 /status/{status} 就是将发送的请求原封不动的在响应中返回。在单元测试中，我们不会单独部署一个注册中心，而是直接 Mock spring cloud 中服务发现的核心接口 DiscoveryClient，并且将我们 Eureka 的服务发现以及注册通过配置都关闭，即：

//SpringExtension也包含了 Mockito 相关的 Extension，所以 @Mock 等注解也生效了
@ExtendWith(SpringExtension.class)
@SpringBootTest(properties = {
        //关闭 eureka client
        "eureka.client.enabled=false",
        //默认请求重试次数为 3
        "resilience4j.retry.configs.default.maxAttempts=3"
})
@Log4j2
public class OpenFeignClientTest {
    @SpringBootApplication
    @Configuration
    public static class App {
        @Bean
        public DiscoveryClient discoveryClient() {
            //模拟两个服务实例
            ServiceInstance service1Instance1 = Mockito.spy(ServiceInstance.class);
            ServiceInstance service1Instance4 = Mockito.spy(ServiceInstance.class);
            Map zone1 = Map.ofEntries(
                    Map.entry("zone", "zone1")
            );
            when(service1Instance1.getMetadata()).thenReturn(zone1);
            when(service1Instance1.getInstanceId()).thenReturn("service1Instance1");
            when(service1Instance1.getHost()).thenReturn("httpbin.org");
            when(service1Instance1.getPort()).thenReturn(80);
            when(service1Instance4.getInstanceId()).thenReturn("service1Instance4");
            when(service1Instance4.getHost()).thenReturn("www.httpbin.org");
            //这个port连不上，测试 IOException
            when(service1Instance4.getPort()).thenReturn(18080);
            DiscoveryClient spy = Mockito.spy(DiscoveryClient.class);
            //微服务 testService3 有两个实例即 service1Instance1 和 service1Instance4
            Mockito.when(spy.getInstances("testService3"))
                    .thenReturn(List.of(service1Instance1, service1Instance4));
            return spy;
        }
    }
}

编写 FeignClient：

@FeignClient(name = "testService3", contextId = "testService3Client")
public interface TestService3Client {
    @PostMapping("/anything")
    HttpBinAnythingResponse anything();
}

调用 TestService3Client 的 anything 方法，验证是否有重试：

@SpyBean
private TestService3Client testService3Client;

/**
 * 验证对于有不正常实例（正在关闭的实例，会 connect timeout）请求是否正常重试
 */
@Test
public void testIOExceptionRetry() {
    //防止断路器影响
    circuitBreakerRegistry.getAllCircuitBreakers().asJava().forEach(CircuitBreaker::reset);
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        Span span = tracer.nextSpan();
        try (Tracer.SpanInScope cleared = tracer.withSpanInScope(span)) {
            //不抛出异常，则正常重试了
            testService3Client.anything();
            testService3Client.anything();
        }
    }
}

这里强调一点，由于我们在这个类中还会测试其他异常，以及断路器，我们需要避免这些测试一起执行的时候，断路器打开了，所以我们在所有测试调用 FeignClient 的方法开头，清空所有断路器的数据，通过：

circuitBreakerRegistry.getAllCircuitBreakers().asJava().forEach(CircuitBreaker::reset);

并且通过日志中可以看出由于 connect timeout 进行重试：

call url: POST -> http://www.httpbin.org:18080/anything, ThreadPoolStats(testService3Client:www.httpbin.org:18080): {"coreThreadPoolSize":10,"maximumThreadPoolSize":10,"queueCapacity":100,"queueDepth":0,"remainingQueueCapacity":100,"threadPoolSize":1}, CircuitBreakStats(testService3Client:www.httpbin.org:18080:public abstract com.github.jojotech.spring.cloud.webmvc.test.feign.HttpBinAnythingResponse com.github.jojotech.spring.cloud.webmvc.test.feign.OpenFeignClientTest$TestService3Client.anything()): {"failureRate":-1.0,"numberOfBufferedCalls":0,"numberOfFailedCalls":0,"numberOfNotPermittedCalls":0,"numberOfSlowCalls":0,"numberOfSlowFailedCalls":0,"numberOfSlowSuccessfulCalls":0,"numberOfSuccessfulCalls":0,"slowCallRate":-1.0}
TestService3Client#anything() response: 582-Connect to www.httpbin.org:18080 [www.httpbin.org/34.192.79.103, www.httpbin.org/18.232.227.86, www.httpbin.org/3.216.167.140, www.httpbin.org/54.156.165.4] failed: Connect timed out, should retry: true
call url: POST -> http://httpbin.org:80/anything, ThreadPoolStats(testService3Client:httpbin.org:80): {"coreThreadPoolSize":10,"maximumThreadPoolSize":10,"queueCapacity":100,"queueDepth":0,"remainingQueueCapacity":100,"threadPoolSize":1}, CircuitBreakStats(testService3Client:httpbin.org:80:public abstract com.github.jojotech.spring.cloud.webmvc.test.feign.HttpBinAnythingResponse com.github.jojotech.spring.cloud.webmvc.test.feign.OpenFeignClientTest$TestService3Client.anything()): {"failureRate":-1.0,"numberOfBufferedCalls":0,"numberOfFailedCalls":0,"numberOfNotPermittedCalls":0,"numberOfSlowCalls":0,"numberOfSlowFailedCalls":0,"numberOfSlowSuccessfulCalls":0,"numberOfSuccessfulCalls":0,"slowCallRate":-1.0}
response: 200 - OK

验证针对断路器异常的重试正确

通过系列前面的源码分析，我们知道 spring-cloud-openfeign 的 FeignClient 其实是懒加载的。所以我们实现的断路器也是懒加载的，需要先调用，之后才会初始化断路器。所以这里如果我们要模拟断路器打开的异常，需要先手动读取载入断路器，之后才能获取对应方法的断路器，修改状态。

我们先定义一个 FeignClient：

@FeignClient(name = "testService1", contextId = "testService1Client")
public interface TestService1Client {
    @GetMapping("/anything")
    HttpBinAnythingResponse anything();
}

使用前面同样的方式，给这个微服务添加实例：

//SpringExtension也包含了 Mockito 相关的 Extension，所以 @Mock 等注解也生效了
@ExtendWith(SpringExtension.class)
@SpringBootTest(properties = {
        //关闭 eureka client
        "eureka.client.enabled=false",
        //默认请求重试次数为 3
        "resilience4j.retry.configs.default.maxAttempts=3",
        //增加断路器配置
        "resilience4j.circuitbreaker.configs.default.failureRateThreshold=50",
        "resilience4j.circuitbreaker.configs.default.slidingWindowType=COUNT_BASED",
        "resilience4j.circuitbreaker.configs.default.slidingWindowSize=5",
        "resilience4j.circuitbreaker.configs.default.minimumNumberOfCalls=2",
})
@Log4j2
public class OpenFeignClientTest {
    @SpringBootApplication
    @Configuration
    public static class App {
        @Bean
        public DiscoveryClient discoveryClient() {
            //模拟两个服务实例
            ServiceInstance service1Instance1 = Mockito.spy(ServiceInstance.class);
            ServiceInstance service1Instance3 = Mockito.spy(ServiceInstance.class);
            Map zone1 = Map.ofEntries(
                    Map.entry("zone", "zone1")
            );
            when(service1Instance1.getMetadata()).thenReturn(zone1);
            when(service1Instance1.getInstanceId()).thenReturn("service1Instance1");
            when(service1Instance1.getHost()).thenReturn("httpbin.org");
            when(service1Instance1.getPort()).thenReturn(80);
            when(service1Instance3.getMetadata()).thenReturn(zone1);
            when(service1Instance3.getInstanceId()).thenReturn("service1Instance3");
            //这其实就是 httpbin.org ，为了和第一个实例进行区分加上 www
            when(service1Instance3.getHost()).thenReturn("www.httpbin.org");
            DiscoveryClient spy = Mockito.spy(DiscoveryClient.class);
            //微服务 testService3 有两个实例即 service1Instance1 和 service1Instance4
            Mockito.when(spy.getInstances("testService1"))
                    .thenReturn(List.of(service1Instance1, service1Instance3));
            return spy;
        }
    }
}

然后，编写测试代码：

@Test
public void testRetryOnCircuitBreakerException() {
    //防止断路器影响
    circuitBreakerRegistry.getAllCircuitBreakers().asJava().forEach(CircuitBreaker::reset);
    CircuitBreaker testService1ClientInstance1Anything;
    try {
        testService1ClientInstance1Anything = circuitBreakerRegistry
                .circuitBreaker("testService1Client:httpbin.org:80:public abstract com.github.jojotech.spring.cloud.webmvc.test.feign.HttpBinAnythingResponse com.github.jojotech.spring.cloud.webmvc.test.feign.OpenFeignClientTest$TestService1Client.anything()", "testService1Client");
    } catch (ConfigurationNotFoundException e) {
        //找不到就用默认配置
        testService1ClientInstance1Anything = circuitBreakerRegistry
                .circuitBreaker("testService1Client:httpbin.org:80:public abstract com.github.jojotech.spring.cloud.webmvc.test.feign.HttpBinAnythingResponse com.github.jojotech.spring.cloud.webmvc.test.feign.OpenFeignClientTest$TestService1Client.anything()");
    }
    //将断路器打开
    testService1ClientInstance1Anything.transitionToOpenState();
    //调用多次，调用成功即对断路器异常重试了
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        this.testService1Client.anything();
    }
}

运行测试，日志中可以看出，针对断路器打开的异常进行重试了：

2021-11-13 03:40:13.546  INFO [,,] 4388 --- [           main] c.g.j.s.c.w.f.DefaultErrorDecoder        : TestService1Client#anything() response: 581-CircuitBreaker 'testService1Client:httpbin.org:80:public abstract com.github.jojotech.spring.cloud.webmvc.test.feign.HttpBinAnythingResponse com.github.jojotech.spring.cloud.webmvc.test.feign.OpenFeignClientTest$TestService1Client.anything()' is OPEN and does not permit further calls, should retry: true

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