图解resilience4j容错机制

Resilience4j是一个轻量级、易于使用的容错库,其灵感来自Netflix Hystrix,但专为Java 8和函数式编程设计。轻量级,由于库只使用Vavr,它没有任何其他外部库依赖项。相比之下,Netflix Hystrix对Archaius有一个编译依赖关系,Archaius有更多的外部库依赖关系,如Guava和Apache Commons。

Resilience4j提供高阶函数(decorators)来增强任何功效接口、lambda表达式或方式引用,包罗断路器、速率限制器、重试或舱壁。可以在任何函数接口、lambda表达式或方式引用上使用多个装饰器。优点是您可以选择所需的装饰器,而无需其他任何东西。

有了Resilience4j,你不必全力以赴,你可以选择你需要的。

https://resilience4j.readme.io/docs/getting-started

概览

本文将先容resilience4j中的四种容错机制,不外鉴于容错机制原理的通用性,后文所先容的这几种容错机制也可以脱离resilience4j而自力存在(你完全可以自己编码实现它们或者接纳其他类似的第三方库,如Netflix Hystrix)。下面将会用图例来注释舱壁(Bulkhead)、断路器(CircuitBreaker)、限速器(RateLimiter)、重试(Retry)机制的观点和原理。

舱壁(Bulkhead)

Resilience4j提供了两种舱壁模式的实现,可用于限制并发执行的次数:

  • SemaphoreBulkhead(信号量舱壁,默认),基于Java并发库中的Semaphore实现。
  • FixedThreadPoolBulkhead(牢固线程池舱壁),它使用一个有界行列和一个牢固线程池。

SemaphoreBulkhead应该在种种线程和I / O模子上都能很好地事情。它基于信号量,与Hystrix差异,它不提供“影子”线程池选项。取决于客户端,以确保准确的线程池巨细将与舱壁设置保持一致。

信号量舱壁(SemaphoreBulkhead)

图解resilience4j容错机制

原图地址:信号量舱壁(SemaphoreBulkhead)

如上图,当信号量存在剩余时进入系统的请求会直接获取信号量并最先营业处置。当信号量全被占用时,接下来的请求将会进入壅闭状态,SemaphoreBulkhead提供了一个壅闭计时器,若是壅闭状态的请求在壅闭计时内无法获取到信号量则系统会拒绝这些请求。若请求在壅闭计时内获取到了信号量,那将直接获取信号量并执行响应的营业处置。

牢固线程池舱壁(FixedThreadPoolBulkhead)

图解resilience4j容错机制

原图地址:牢固线程池舱壁(FixedThreadPoolBulkhead)

FixedThreadPoolBulkhead的功效与SemaphoreBulkhead一样也是用于限制并发执行的次数的,然则二者的实现原理存在差异而且显示效果也存在细微的差异。FixedThreadPoolBulkhead使用一个牢固线程池和一个守候行列来实现舱壁。当线程池中存在空闲时,则此时进入系统的请求将直接进入线程池开启新线程或使用空闲线程来处置请求。当线程池无空闲时接下来的请求将进入守候行列,若守候行列仍然无剩余空间时接下来的请求将直接被拒绝。在行列中的请求守候线程池泛起空闲时,将进入线程池举行营业处置。

可以看到FixedThreadPoolBulkhead和SemaphoreBulkhead一个显著的差异是FixedThreadPoolBulkhead没有壅闭的观点,而SemaphoreBulkhead没有一个行列容量的限制。

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限速器(RateLimiter)

图解resilience4j容错机制

原图地址:限速器(RateLimiter)

限速器(RateLimiter)的功效是防止突然的过量请求导致系统不堪重负,RateLimiter使用一个刷新周期的观点,限定在一个牢固刷新周期内可处置的最大请求数目。若在某一个刷新周期内的请求数目已经到达最大,则本周期内接下来的请求将进入壅闭状态,若是在最大壅闭计时内新的刷新周期开启,则壅闭状态的请求将进入新的周期内举行处置。如最大的壅闭计时内新的刷新周期并未开启,则此时超出壅闭计时的那些请求将被直接拒绝。

断路器(CircuitBreaker)

图解resilience4j容错机制

原图地址:断路器(CircuitBreaker)

断路器(CircuitBreaker)相对于前面几个熔断机制更庞大,CircuitBreaker通常存在三种状态(CLOSE、OPEN、HALF_OPEN),并通过一个时间或数目窗口来纪录当前的请求乐成率或慢速率,从而凭据这些指标来作出准确的容错响应。

当CircuitBreaker为CLOSE状态时客户端提议的请求将正常进入服务端系统,CircuitBreaker会计算出当前请求前的一个窗口里所有请求的异常率(失败率或慢速率),若异常率低于预期设置值,则系统将继续正常处置接下来的请求。当异常率不低于预期设置值时,此时服务端会进入OPEN状态,此时服务端将会暂时性的拒绝所有请求。在一段冷却时间(自定义设置)之后,服务端将自动进入HALF_OPEN状态,在半开状态服务端将实验接受一定数目的请求(自定义设置),若这一定数目的请求的异常率低于预期,则此时服务端将再次恢复CLOSE状态,正常处置请求。而若是异常率照样高于预期则会继续退回到OPEN状态。

重试(Retry)

图解resilience4j容错机制

原图地址:重试(Retry)

重试机制比较简单,当服务端处置客户端请求异常时,服务端将会开启重试机制,重试期间内,服务端将每隔一段时间重试营业逻辑处置。 若是最大重试次数内乐成处置营业,则住手重试,视为处置乐成。若是在最大重试次数内处置营业逻辑依然异常,则此时系统将拒绝该请求。

总结

本文先容了常用的几种容错机制,与其说是resilience4j中的容错机制不如直接把resilience4j去掉,由于可以看到这些机制原理并不只来源于某个库或只与某个特定库有关,它更是一种设计理念,他的通用性应该是跨语言的。此外虽然本文只先容了这几种容错机制,然则若何使用他们完全取决于你的营业场景和架构设计。你甚至可以随意组合使用它们,而且完全看不出这些组合最后所展示的效果像哪一种机制,那也没有关系,怎么使用、怎么组合完全取决于你所处的手艺/营业环境。

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图解resilience4j容错机制

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