01
云原生系统的弹性模式
结合最近的工作经验，本次继续聊一聊云原生的弹性模式 (resilience not scale)， 这也是回应《现代云原生设计理念》中
“在分布式体系结构中，当服务B不响应来自服务A的网络请求会发生什么？
当服务C暂时不可用，其他调用C的服务被阻塞时该怎么办？”
由于网络原因或自身原因，B、C服务不能及时响应，服务A发起的请求将被阻塞(直到B、C响应)，此时若大量请求涌入，服务A的线程资源将被消耗殆尽，服务A的处理性能受到极大影响，进而影响下游依赖的external clients/backend srv。
故障会传播，造成连锁反应，对整个分布式结构造成灾难性后果，这就是服务故障的“雪崩效应”。
当B、C服务不可用，下游客户端/backend srv能做什么？
客观上请求不通，执行预定的弹性策略：重试/断路？
02
弹性模式:作用在下游的请求消息上
弹性模式是系统面对故障仍然保持工作状态的能力，它不是为了避免故障，而是接受故障并尝试去面对它。
Polly是一个全面的.NET弹性和瞬时错误处理库，允许开发者以流畅和线程安全的方式表达弹性策略。
| 策略 | 场景 | 行为 |
| Retry | 抖动/瞬时错误，短时间内自动恢复 | 在特定操作上配置重试行为 |
| Circuit Breaker | 在短期内不大可能恢复 | 当故障超过阈值，在一段时间内快速失败 |
| Timeout | 限制调用者等待响应的时间 | |
| Bulkhead | 将操作限制在固定的资源池，防止故障传播 | |
| Cache | 自动存储响应 | |
| Bulkhead | 一旦失败，定义结构化的行为 |
一般将弹性策略作用到各种请求消息上(外部客户端请求或后端服务请求)。
其目的是补偿暂时不可用的服务请求。
03
短期中断的响应码
| Http Status code | 原因 |
| 404 | not found |
| 408 | request timeout |
| 429 | two many requests |
| 502 | bad gateway |
| 503 | service unavailable |
| 504 | gateway timeout |
正确规范的响应码能帮助开发者尽快确认故障。
执行故障策略时，也能有的放矢，比如只重试那些由失败引起的操作，对于403UnAuthorized不可重试。
04
Polly的经典策略
•Retry：对网络抖动/瞬时错误可以执行retry策略(预期故障可以很快恢复)，
•Circuit Breaker：为避免无效重试导致的故障传播，在特定时间内如果失败次数到达阈值，断路器打开(在一定时间内快速失败);
同时启动一个timer，断路器进入半开模式(发出少量请求,请求成功则认为故障已经修复，进入关闭状态，重置失败计数器。)
services.AddHttpClient("small") //降级 .AddPolicyHandler(Policy<HttpResponseMessage>.HandleInner<Exception>().FallbackAsync(new HttpResponseMessage(),async b => { // 1、降级打印异常 Console.WriteLine($"服务开始降级,上游异常消息：{b.Exception.Message}"); // 2、降级后的数据 b.Result.Content= new StringContent("请求太多，请稍后重试", Encoding.UTF8, "text/html"); b.Result.StatusCode = HttpStatusCode.TooManyRequests; await Task.CompletedTask; })) //熔断 .AddPolicyHandler(Policy<HttpResponseMessage>.Handle<Exception>() .CircuitBreakerAsync( 3, // 打开断路器之前失败的次数 TimeSpan.FromSeconds(20), // 断路器的开启到半开模式的时间间隔 (ex, ts) => //熔断器开启 { Console.WriteLine($"服务断路器开启，异常消息：{ex.Exception.Message}"); Console.WriteLine($"服务断路器开启的时间：{ts.TotalSeconds}s"); }, () => { Console.WriteLine($"服务断路器重置"); }, //断路器重置进入关闭模式 () => { Console.WriteLine($"服务断路器半开启"); } //断路器半开启事件 ) ) //重试 .AddPolicyHandler(Policy<HttpResponseMessage>.Handle<Exception>().RetryAsync(3)) // 超时 .AddPolicyHandler(Policy.TimeoutAsync<HttpResponseMessage>(TimeSpan.FromSeconds(2)));
☹️当一个应用存在多个Http调用，按照上面的经典写法，代码中会混杂大量重复、与业务无关的口水代码，
思考如何优雅的对批量HttpClient做弹性策略。
这里提供两个实践：
① 博客园驰名博主edisonchou: 使用AOP框架，动态织入Polly
② CSDN某佚名大牛，使用反射加配置实现的
PollyHttpClientServiceCollectionExtension扩展类， 支持在配置文件指定HttpClientName
05
Golang的断路器
go get github.com/sony/gobreaker
func NewCircuitBreaker(st Settings) *CircuitBreaker 实例化断路器对象， 参数如下：
type Settings struct { Name string MaxRequests uint32 #半开状态允许的最大请求数量，默认为0，允许1个请求 Interval time.Duration Timeout time.Duration # 断路器进入半开状态的间隔，默认60s ReadyToTrip func(counts Counts) bool # 切换状态的逻辑 OnStateChange func(name string, from State, to State)}
下面这个示例演示了：请求谷歌网站,失败比例达到60%，就切换到"打开"状态，同时开启60sTimer,到60s进入“半开”状态(允许发起一个请求)，如果成功， 断路器进入"关闭"状态；失败则重新进入“打开”状态，并重置60sTimer
package mainimport ( "fmt" "io/ioutil" "log" "net/http" "github.com/sony/gobreaker")var cb *gobreaker.CircuitBreakerfunc init() { var st gobreaker.Settings st.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))}
总结
本文记录了云原生系统的弹性模式：通过预设策略直面失败，补偿暂时不可用的请求、避免故障传播， 这对于实现微服务高可用、弹性容错相当重要。
