Hystrix两种隔离模式分析

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1.hystrix 隔离模式目前有两种方式：信号量模式和线程池模式。

但信号量并不支持超时，当被调服务发生问题时，有少部分用户会长时间无法得到响应。

另外，使用线程池模式无法传递 Header，我估计是由于线程切换，参数传递过程中被去掉了。

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目前 hystrix 熔断器支持的隔离策略主要是信号量和线程池两种方式

信号量的使用示意图如下图所示，当 n 个并发请求去调用一个目标服务接口时，都要获取一个信号量才能真正去调用目标服务接口，但信号量有限，默认是 10 个，可以使用 maxConcurrentRequests 参数配置，如果并发请求数多于信号量个数，就有线程需要进入队列排队，但排队队列也有上限，默认是 5，如果排队队列也满，则必定有请求线程会走 fallback 流程，从而达到限流和防止雪崩的目的。

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信号量模式从始至终都只有请求线程自身，是同步调用模式，不支持超时调用，不支持直接熔断，由于没有线程的切换，开销非常小。

• 信号隔离也可以用于限制并发访问，防止阻塞扩散, 与线程隔离最大不同在于执行依赖代码的线程依然是请求线程（该线程需要通过信号申请）,
• 如果客户端是可信的且可以快速返回，可以使用信号隔离替换线程隔离,降低开销.
• 信号量的大小可以动态调整, 线程池大小不可以.

线程池的使用示意图如下图所示，当 n 个请求线程并发对某个接口请求调用时，会先从 hystrix 管理的线程池里面获得一个线程，然后将参数传递给这个线程去执行真正调用。线程池的大小有限，默认是 10 个线程，可以使用 maxConcurrentRequests 参数配置，如果并发请求数多于线程池线程个数，就有线程需要进入队列排队，但排队队列也有上限，默认是 5，如果排队队列也满，则必定有请求线程会走 fallback 流程。

线程池模式可以支持异步调用，支持超时调用，支持直接熔断，存在线程切换，开销大。

把执行依赖代码的线程与请求线程(如:jetty线程)分离，请求线程可以自由控制离开的时间(异步过程)。

通过线程池大小可以控制并发量，当线程池饱和时可以提前拒绝服务,防止依赖问题扩散。

线上建议线程池不要设置过大，否则大量堵塞线程有可能会拖慢服务器。

• (2)线程隔离的优缺点

• • 线程隔离的优点:
  • 使用线程可以完全隔离第三方代码,请求线程可以快速放回
  • 当一个失败的依赖再次变成可用时，线程池将清理，并立即恢复可用，而不是一个长时间的恢复
  • 可以完全模拟异步调用，方便异步编程
• • 线程隔离的缺点:
  • 线程池的主要缺点是它增加了cpu，因为每个命令的执行涉及到排队(默认使用SynchronousQueue避免排队)，调度和上下文切换
  • 对使用ThreadLocal等依赖线程状态的代码增加复杂性，需要手动传递和清理线程状态。

• • NOTE: Netflix公司内部认为线程隔离开销足够小，不会造成重大的成本或性能的影响。

  • • Netflix 内部API 每天100亿的HystrixCommand依赖请求使用线程隔，每个应用大约40多个线程池，每个线程池大约5-20个线程。

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2.Hystrix如何解决依赖隔离

• 1:Hystrix使用命令模式HystrixCommand(Command)包装依赖调用逻辑，每个命令在单独线程中/信号授权下执行。
• 2:可配置依赖调用超时时间,超时时间一般设为比99.5%平均时间略高即可.当调用超时时，直接返回或执行fallback逻辑。
• 3:为每个依赖提供一个小的线程池（或信号），如果线程池已满调用将被立即拒绝，默认不采用排队.加速失败判定时间。
• 4:依赖调用结果分:成功，失败（抛出异常），超时，线程拒绝，短路。 请求失败(异常，拒绝，超时，短路)时执行fallback(降级)逻辑。
• 5:提供熔断器组件,可以自动运行或手动调用,停止当前依赖一段时间(10秒)，熔断器默认错误率阈值为50%,超过将自动运行。
• 6:提供近实时依赖的统计和监控

3.Hystrix流程结构解析

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流程说明:
1:每次调用创建一个新的HystrixCommand,把依赖调用封装在run()方法中.
2:执行execute()/queue做同步或异步调用.
3:判断熔断器(circuit-breaker)是否打开,如果打开跳到步骤8,进行降级策略,如果关闭进入步骤.
4:判断线程池/队列/信号量是否跑满，如果跑满进入降级步骤8,否则继续后续步骤.
5:调用HystrixCommand的run方法.运行依赖逻辑
5a:依赖逻辑调用超时,进入步骤8.
6:判断逻辑是否调用成功
6a:返回成功调用结果
6b:调用出错，进入步骤8.
7:计算熔断器状态,所有的运行状态(成功, 失败, 拒绝,超时)上报给熔断器，用于统计从而判断熔断器状态.
8:getFallback()降级逻辑.
  以下四种情况将触发getFallback调用：
 (1):run()方法抛出非HystrixBadRequestException异常。
 (2):run()方法调用超时
 (3):熔断器开启拦截调用
 (4):线程池/队列/信号量是否跑满
8a:没有实现getFallback的Command将直接抛出异常
8b:fallback降级逻辑调用成功直接返回
8c:降级逻辑调用失败抛出异常
9:返回执行成功结果

4.熔断器:Circuit Breaker

每个熔断器默认维护10个bucket,每秒一个bucket,每个bucket记录成功,失败,超时,拒绝的状态，

默认错误超过50%且10秒内超过20个请求进行中断拦截.

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