云原生系統(tǒng)之彈性模式
大綱
1.云原生系統(tǒng)的彈性模式resiliency pattern 1.1 服務故障的雪崩效應 1.2 回應之前云原生--彈性請求的疑問？
2. 彈性模式：作用在下游請求消息上3. 短期中斷的響應碼4. Polly經(jīng)典策略5. Golang 斷路器模式
德國哲學家尼采說過：那些殺不死我的東西，只會讓我更加強大。
hi，好久不見，馬甲哥之前意譯并連載了《Microsoft Cloud-native toc.pdf》部分內容
?什么是云原生?現(xiàn)代云原生設計理念?.NET微服務?談到云原生，繞不開容器化?支撐性服務 & 自動化能力
01
云原生系統(tǒng)的彈性模式
結合最近的工作經(jīng)驗，本次繼續(xù)聊一聊云原生的彈性模式 (resilience not scale)， 這也是回應《現(xiàn)代云原生設計理念》中
“在分布式體系結構中，當服務B不響應來自服務A的網(wǎng)絡請求會發(fā)生什么？
當服務C暫時不可用，其他調用C的服務被阻塞時該怎么辦？”
由于網(wǎng)絡原因或自身原因，B、C服務不能及時響應，服務A發(fā)起的請求將被阻塞(直到B、C響應)，此時若大量請求涌入，服務A的線程資源將被消耗殆盡，服務A的處理性能受到極大影響，進而影響下游依賴的external clients/backend srv。
故障會傳播，造成連鎖反應，對整個分布式結構造成災難性后果，這就是服務故障的“雪崩效應”。
當B、C服務不可用，下游客戶端/backend srv能做什么？
客觀上請求不通，執(zhí)行預定的彈性策略：重試/斷路？
02
彈性模式:作用在下游的請求消息上
彈性模式是系統(tǒng)面對故障仍然保持工作狀態(tài)的能力，它不是為了避免故障，而是接受故障并嘗試去面對它。
Polly是一個全面的.NET彈性和瞬時錯誤處理庫，允許開發(fā)者以流暢和線程安全的方式表達彈性策略。
| 策略 | 場景 | 行為 |
| Retry | 抖動/瞬時錯誤，短時間內自動恢復 | 在特定操作上配置重試行為 |
| Circuit Breaker | 在短期內不大可能恢復 | 當故障超過閾值，在一段時間內快速失敗 |
| Timeout | 限制調用者等待響應的時間 | |
| Bulkhead | 將操作限制在固定的資源池，防止故障傳播 | |
| Cache | 自動存儲響應 | |
| Bulkhead | 一旦失敗，定義結構化的行為 |
一般將彈性策略作用到各種請求消息上(外部客戶端請求或后端服務請求)。
其目的是補償暫時不可用的服務請求。
03
短期中斷的響應碼
| Http Status code | 原因 |
| 404 | not found |
| 408 | request timeout |
| 429 | two many requests |
| 502 | bad gateway |
| 503 | service unavailable |
| 504 | gateway timeout |
正確規(guī)范的響應碼能幫助開發(fā)者盡快確認故障。
執(zhí)行故障策略時，也能有的放矢，比如只重試那些由失敗引起的操作，對于403UnAuthorized不可重試。
04
Polly的經(jīng)典策略
?Retry：對網(wǎng)絡抖動/瞬時錯誤可以執(zhí)行retry策略(預期故障可以很快恢復)，?Circuit Breaker：為避免無效重試導致的故障傳播，在特定時間內如果失敗次數(shù)到達閾值，斷路器打開(在一定時間內快速失敗); 同時啟動一個timer，斷路器進入半開模式(發(fā)出少量請求,請求成功則認為故障已經(jīng)修復，進入關閉狀態(tài)，重置失敗計數(shù)器。)
services.AddHttpClient("small")//降級.AddPolicyHandler(Policy<HttpResponseMessage>.HandleInner<Exception>().FallbackAsync(new HttpResponseMessage(),async b =>{// 1、降級打印異常Console.WriteLine($"服務開始降級,上游異常消息：{b.Exception.Message}");// 2、降級后的數(shù)據(jù)b.Result.Content= new StringContent("請求太多，請稍后重試", Encoding.UTF8, "text/html");b.Result.StatusCode = HttpStatusCode.TooManyRequests;await Task.CompletedTask;}))//熔斷.AddPolicyHandler(Policy<HttpResponseMessage>.Handle<Exception>().CircuitBreakerAsync(3, // 打開斷路器之前失敗的次數(shù)TimeSpan.FromSeconds(20), // 斷路器的開啟的時間間隔(ex, ts) => //熔斷器開啟{Console.WriteLine($"服務斷路器開啟，異常消息：{ex.Exception.Message}");Console.WriteLine($"服務斷路器開啟的時間：{ts.TotalSeconds}s");},() => { Console.WriteLine($"服務斷路器重置"); }, //斷路器重置事件() => { Console.WriteLine($"服務斷路器半開啟(一會開，一會關)"); } //斷路器半開啟事件))//重試.AddPolicyHandler(Policy<HttpResponseMessage>.Handle<Exception>().RetryAsync(3))// 超時.AddPolicyHandler(Policy.TimeoutAsync<HttpResponseMessage>(TimeSpan.FromSeconds(2)));
??當一個應用存在多個Http調用，按照上面的經(jīng)典寫法，代碼中會混雜大量重復、與業(yè)務無關的口水代碼，
思考如何優(yōu)雅的對批量HttpClient做彈性策略。
這里提供兩個實踐：
① 博客園馳名博主edisonchou: 使用AOP框架，動態(tài)織入Polly
② CSDN某佚名大牛，使用反射加配置實現(xiàn)的PollyHttpClientServiceCollectionExtension擴展類， 支持在配置文件指定HttpClientName
05
Golang的斷路器
go get github.com/sony/gobreaker
func NewCircuitBreaker(st Settings) *CircuitBreaker 實例化斷路器對象， 參數(shù)如下：
type Settings struct {Name stringMaxRequests uint32 #半開狀態(tài)允許的最大請求數(shù)量，默認為0，允許1個請求Interval time.DurationTimeout time.Duration # 斷路器進入半開狀態(tài)的間隔，默認60sReadyToTrip func(counts Counts) bool # 切換狀態(tài)的邏輯OnStateChange func(name string, from State, to State)}
下面這個示例演示了：請求谷歌網(wǎng)站,失敗比例達到60%，就切換到"打開"狀態(tài)，同時開啟60sTimer,到60s進入“半開”狀態(tài)(允許發(fā)起一個請求)，如果成功， 斷路器進入"關閉"狀態(tài)；失敗則重新進入“打開”狀態(tài)，并重置60sTimer
package mainimport ("fmt""io/ioutil""log""net/http""github.com/sony/gobreaker")var cb *gobreaker.CircuitBreakerfunc init() {var st gobreaker.Settingsst.Name = "HTTP GET"st.ReadyToTrip = func(counts gobreaker.Counts) bool {failureRatio := float64(counts.TotalFailures) / float64(counts.Requests)return counts.Requests >= 3 && failureRatio >= 0.6}cb = gobreaker.NewCircuitBreaker(st)}// Get wraps http.Get in CircuitBreaker.func Get(url string) ([]byte, error) {body, err := cb.Execute(func() (interface{}, error) {resp, err := http.Get(url)if err != nil {return nil, err}defer resp.Body.Close()body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)if err != nil {return nil, err}return body, nil})if err != nil {return nil, err}return body.([]byte), nil}func main() {body, err := Get("http://www.google.com/robots.txt")if err != nil {log.Fatal(err)}fmt.Println(string(body))}
總結
本文記錄了云原生系統(tǒng)的彈性模式：通過預設策略直面失敗，補償暫時不可用的請求、避免故障傳播， 這對于實現(xiàn)微服務高可用、彈性容錯相當重要。
?https://blog.csdn.net/weixin_44588495/article/details/106361934?https://blog.csdn.net/qq_26900081/article/details/108071374?https://www.cnblogs.com/edisonchou/p/9159644.html?https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/architecture/cloud-native/application-resiliency-patterns?https://docs.microsoft.com/en-us/azure/architecture/patterns/circuit-breaker
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