diff --git a/spring/Spring Cloud/CircuitBreaker/CircuitBreaker.md b/spring/Spring Cloud/CircuitBreaker/CircuitBreaker.md index 7b6b55f..173447a 100644 --- a/spring/Spring Cloud/CircuitBreaker/CircuitBreaker.md +++ b/spring/Spring Cloud/CircuitBreaker/CircuitBreaker.md @@ -64,7 +64,7 @@ CompletableFuture future = Decorators.ofSupplier(supplier) throwable -> "Hello from Recovery") .get().toCompletableFuture(); ``` -## maven +### maven resilence4j需要jdk17及以上,如果使用maven,可以按照如下方式来引入 引入所有包的方式如下 @@ -108,4 +108,98 @@ resilence4j需要jdk17及以上,如果使用maven,可以按照如下方式 resilience4j-timelimiter ${resilience4jVersion} -``` \ No newline at end of file +``` + +## CircuitBreaker +### State Machine +CircuitBreaker通过有限状态机实现,其拥有如下状态: +- `CLOSED` +- `OPEN` +- `HALF_OPEN` +- `METRICS_ONLY` +- `DISABLED` +- `FORCED_OPEN` + +其中,前三个状态为正常状态,后三个状态为特殊状态。 + + + +上述circuitbreaker状态转换逻辑如下所示: +- 处于`CLOSED`状态时,如果实际接口的失败率超过上限后,会从`CLOSED`状态转换为`OPEN`状态 +- 处于`OPEN`状态下经过一段时间后,会从`OPEN`状态转换为`HALF_OPEN`状态 +- 处于`HALF_OPEN`状态下,如果失败率小于上限,会从`HALF_OPEN`状态重新变为`CLOSED`状态 +- 如果`HALF_OPEN`状态下,失败率仍然超过上限,则会从`HALF_OPEN`状态重新变为`OPEN`状态 + +### Sliding Window +CircuitBreaker会使用`滑动窗口`来存储和聚合调用结果。在使用CircuitBreaker时,可以选择`count-based`的滑动窗口还是`time-based`滑动窗口。 + +- `count-based`:`count-based`滑动窗口会对最近`N`次调用的结果进行聚合 +- `time-based`:`time-based`滑动窗口将会对最近`N`秒的调用结果进行聚合 + +#### Count-based sliding window +count-based sliding window是通过循环数组来实现的,循环数组中包含了n个measurements。如果count window的大小为10,那么circular array一直都会有10个measurements。 + +count-based的滑动窗口实现会`total aggregation`结果进行更新,更新逻辑如下: +- 当一个新的调用返回结果后,其结果将会被记录,并且total aggregation也会被更新,将新调用的结果加到total aggregation中 +- 发生新调用时,循环数组中最老(oldest)的measurement将会被淘汰,并且measurement也会从total aggregation中被减去,bucket也会被重置(bucket即measurement,bucket被重置即代表oldest measurement会被重置) + +对于聚合结果的检查的开销是`O(1)`的,因为其是`pre-aggregated`的,并且和window size无关。 + +#### Time-based sliding window +Time-based sliding window其也是通过循环数组实现,数组中含有`N`个partial aggregation(bucket)。 + +如果time window大小是10秒,那么circular array一直都会有10的buckets。每个bucket都对应了一个epoch second,bucket会对该epoch second内发生的调用结果进行聚合。(`Partial aggregation`)。 + +在循环数组中,head buket中存储了当前epoch second中发生的调用结果,而其他的partial aggregation则存储的是之前second发生的调用结果。在Time-based的滑动窗口实现中,并不会像`Count-based`那样独立的存储调用结果,而是增量的对`partial aggregation`进行更新。 + +除了更新`Partial aggregation`外,time-based滑动窗口还会在新请求结果返回时,对`total aggregation`进行更新。当oldest bucket被淘汰时,该bucket的partial aggregation也会从total aggregation中被减去,并且bucket也会被重置。 + +检查聚合结果的开销也是`O(1)`的,Time-based滑动窗口也是`pre-aggregated`的。 + +partial aggregation中包含了3个integer,用于记录如下信息: +- failed calls次数 +- slow calls次数 +- 总共的call次数 + +除此之外,partial aggregation中还会包含一个long,用于存储所有请求的总耗时 + +### Failure rate and slow call rate thresholds +#### Failure rate & exception list +当failure rate`大于等于`配置的threshold时,CircuitBreaker的状态将会从`CLOSED`变为`OPEN`。 + +默认情况下,所有的抛出的异常都会被统计为failure,在使用时也可以指定一个`exception list`,在exception list中的异常才会被统计为failure,而不在exception list中的异常会被视为success。除此之外,还可以对异常进行`ignored`,被忽视的异常`既不会被统计为success,也不会被统计为failure`。 + +#### Slow call rate +当slow call rate大于或等于配置的threshold时,CircuitBreaker的状态也会从`CLOSED`变为`OPEN`。通过slow call rate,可以降低外部系统的负载。 + +只有`当记录的call数量达到最小数量时`,failure rate和slow call rate才能被计算。例如,`minimum number of required calls`为10,只有当被记录的calls次数达到10时,failure rate和slow call rate才能被计算。`如果当前只记录了9个calls,即使9次调用全部都失败,circuitbreaker也不会变为open状态。` + +#### CircuitBreaker in `OPEN`/`HALF_OPEN` state +circuitbreaker在`OPEN`状态时,会拒绝所有的调用,并且抛出`CallNotPermittedException`。在等待一段时间后,`CircuitBreaker`将会从`OPEN`状态转为`HALF_OPEN`状态,并允许一个`configurable number`数量的请求进行实际调用,从而检测是否backend已经恢复并且可以再次访问。 + +处于`HALF_OPEN`状态的circuitbreaker,假设`permittedNumberOfCalls`的数量为10,此时存在20个调用,那么前10个调用都能正常调用,而后10个调用将会被拒绝,并且抛出`CallNotPermittedException`。 + +在`HALF_OPEN`状态下,如果failure rate或是slow call rate大于等于配置的threshold,那么circuitbreaker状态将会转为OPEN。如果failure rate和slow call rate小于threshold,那么circuitbreaker状态将变为CLOSED。 + +### Special States +CircuitBreaker支持3个特殊状态: +- `METRICS_ONLY`:处于该状态时,其行为如下 + - 所有`circuit breaker events`都会正常生成(除了state transition外),并且metrics会正常记录 + - 该状态和`CLOSED`状态类似,但是circuitbreaker在threshold达到时,不会切换为OPEN状态 +- `DISABLED`: + - 没有`CircuitBreakerEvent`会被产生,metrics也不会被记录 + - 会允许所有的访问 +- `FORCED_OPEN`: + - 没有`CircuitBreakerEvent`会被产生,metrics也不会被记录 + - 会拒绝所有的访问 + +退出这些特殊状态的方式如下: +- 触发state transition +- 对CircuitBreaker执行reset + +### thread-safe +`CircuitBreaker线程安全`,但是CircuitBreaker并不会对function call进行串行化,故而`在使用CircuitBreaker时,function call可能会并行执行`。 + +对于Closed状态的CircuitBreaker而言,如果20个线程同时对cirbuitbreaker进行访问,那么所有的方法调用都能同时并行执行,即使滑动窗口的大小为`15`小于并行数量。`滑动窗口的大小不会对方法的并行程度造成影响`。 + +如果想要对并行程度做出限制,可以使用`Bulkhead`。