【微服务】04-Polly实现失败重试和限流熔断

1. Polly实现失败重试

1.1 Polly组件包

• Polly
• Polly.Extensions.Http
• Microsoft.Extensions.Http.Polly

1.2 Polly的能力

• 失败重试
• 服务熔断 ⇒ 部分服务不可用时，可以快速响应熔断，避免持续请求不可用服务而导致整个应用程序宕掉
• 超时处理 ⇒ 请求响应超过设置的时间，可按照预定的操作进行处理
• 舱壁隔离 ⇒ 为服务定义最大流量和队列，避免服务应请求量过大而被压崩
• 缓存策略 ⇒ 类似AOP为应用嵌入缓存机制，当缓存命中时可以快速响应缓存
• 失败降级 ⇒ 当服务不可用时可以响应一个更友好的结果而非报错
• 组合策略 ⇒ 将上面的策略组合在一起

1.3 Polly使用步骤

• 定义要处理的异常类型或返回值
• 定义要处理动作(重试、熔断、降级响应等)
• 使用定义的策略来执行代码

1.4 适合失败重试的场景

• 服务“失败”是暂时的，可自愈的
• 服务是幂等的，重复调用不会有副作用

场景举例

• 网络闪断
• 部分服务节点异常

1.5 最佳实践

• 设置失败重试次数
• 设置带有步长策略的失败等待间隔 ⇒ 防止持续不断的重试，出现类似DDOS的情况
• 设置降级响应 ⇒ 重试达到上限时,需要为服务设置降级响应
• 设置断路器

 public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
 {
 	// HttpClientFactory Polly内置的重试策略
	services.AddGrpcClient(options =>
   {
       options.Address = new Uri("https://localhost:5001");
   })
   .ConfigurePrimaryHttpMessageHandler(provider =>
   {
       var handler = new SocketsHttpHandler();
       handler.SslOptions.RemoteCertificateValidationCallback = (a, b, c, d) => true; //允许无效、或自签名证书
       return handler;
   }).AddTransientHttpErrorPolicy(p => p.WaitAndRetryForeverAsync(i => TimeSpan.FromSeconds(i * 3)));// 设置响应500或408时重试，不指定次数直到成功

	// 定义个性化策略
	var reg = services.AddPolicyRegistry();
	
	reg.Add("retryforever", Policy.HandleResult(message =>
	{
	    return message.StatusCode == System.Net.HttpStatusCode.Created;
	}).RetryForeverAsync());
	
	// 应用策略
	services.AddHttpClient("orderclient").AddPolicyHandlerFromRegistry("retryforever");
	services.AddHttpClient("orderclientv2").AddPolicyHandlerFromRegistry((registry, message) =>
    {
         return message.Method == HttpMethod.Get ? registry.Get>("retryforever") : Policy.NoOpAsync();
     });
 }

2.Polly实现熔断限流避免雪崩效应

2.1 策略类型

• 被动策略(异常处理，结果处理)
• 主动策略（超时处理，断路器，舱壁隔离，缓存）

被动策略：当服务响应出现一些异常或结果时进行处理
主动策略：根据策略实例去判断是否超时或异常等情况，这是由策略进行主动触发的一些操作

2.2 组合策略

• 降级响应
• 失败重试
• 断路器
• 舱壁隔离
  

限流、熔断策略都是有状态的，这指的是在策略中设置的并发数，队列数，还有熔断的采样时间和吞吐量，错误数这些计数器的状态，这些是由一个策略的实例去承载。在对不同服务进行不同的策略定义，单独计算它的熔断限流数值时，就需要单独定义不同的策略的实例，去完成不同服务之间的定义的隔离

// startup
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
	// 熔断策略
	services.AddHttpClient("orderclientv3").AddPolicyHandler(Policy.Handle().CircuitBreakerAsync(
                handledEventsAllowedBeforeBreaking: 10,// 报错10次后熔断服务
                durationOfBreak: TimeSpan.FromSeconds(10), // 熔断时间
                onBreak: (r, t) => { }, // 发生熔断后触发事件
                onReset: () => { }, // 熔断恢复后触发事件
                onHalfOpen: () => { }// 当熔断恢复之前进行验证服务是否可用的请求
                ));
}

//更高级设置
services.AddHttpClient("orderclientv3").AddPolicyHandler(Policy.Handle().AdvancedCircuitBreakerAsync(
				// 请求失败比例占80%时熔断
                failureThreshold: 0.8,
                
                // 计算请求失败比例的时间范围,当前为10秒内80%请求失败
                samplingDuration: TimeSpan.FromSeconds(10),
                
                // 最小吞吐量,在达到100个请求的时候再去计算上去失败比例,用于请求量小的时候不进行熔断
                minimumThroughput: 100,
                durationOfBreak: TimeSpan.FromSeconds(20),// 熔断时长
                onBreak: (r, t) => { }, // 发生熔断后触发事件
                onReset: () => { },// 熔断恢复后触发事件
                onHalfOpen: () => { }));// 当熔断恢复之前进行验证服务是否可用的请求

// 服务降级
var message = new HttpResponseMessage()
{
    Content = new StringContent("{}")
};
var fallback = Policy.Handle().FallbackAsync(message);

// 重试机制，重试3次，每次等1秒钟
var retry = Policy.Handle().WaitAndRetryAsync(3, i => TimeSpan.FromSeconds(1));

// 组合策略
//执行顺序breakPolicy -> retry -> fallback
var fallbackBreak = Policy.WrapAsync(fallback, retry, breakPolicy);
services.AddHttpClient("httpv3").AddPolicyHandler(fallbackBreak);

// 限流
var bulk = Policy.BulkheadAsync(
	// 最大请求数
	maxParallelization: 30, 
	
	// 最大队列数,指的是达到最大请求数后又多少个请求可以被放到队列中；
	// 若不设置这个值,达到最大请求数后程序会抛出异常，如果队列数超出最大队列数，也会抛出异常
    maxQueuingActions: 20, 
    // 请求被限流时执行的处理方式
    onBulkheadRejectedAsync: contxt => Task.CompletedTask
   );

// 限流出现异常时，响应降级
var message2 = new HttpResponseMessage()
{
   Content = new StringContent("{}")
};
var fallback2 = Policy.Handle().FallbackAsync(message);
// 组合策略
var fallbackbulk = Policy.WrapAsync(fallback2, bulk);
services.AddHttpClient("httpv4").AddPolicyHandler(fallbackbulk);

当服务发生熔断时，策略会抛出CircuitBreakerException异常，也就是熔断异常