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成为一名合格的开发工程师不是一件简单的事情,需要掌握从开发到调试到优化等一系列能力,这些能力中的每一项掌握起来都需要足够的努力和经验。而要成为一名合格的机器学习算法工程师(以下简称算法工程师)更是难上加难,因为在掌握工程师的通用技能以外,还需要掌握一张不算小的机器学习算法知识网络。 下面我们就将成为一名合格的算法工程师所需的技能进行拆分,一起来看一下究竟需要掌握哪些技能才能算是一名合格的算法工程师。 1.基础开发能力 所谓算法工程师,首先需要是一名工程师,那么就要掌握所有开发工程师都需要掌握的一些能力。 有些同学对于这一点存在一些误解,认为所谓算法工程师就只需要思考和设计算法,不用在乎这些算法如何实现,而且会有人帮你来实现你想出来的算法方案。这种思想是错误的,在大多数企业的大多数职位中,算法工程师需要负责从算法设计到算法实现再到算法上线这一个全流程的工作。 笔者曾经见过一些企业实行过算法设计与算法实现相分离的组织架构,但是在这种架构下,说不清楚谁该为算法效果负责,算法设计者和算法开发者都有一肚子的苦水,具体原因不在本文的讨论范畴中,但希望大家记住的是,基础的开发技能是所有算法工程师都需要掌握的。 2.概率和统计基础 概率和统计可以说是机器学习领域的基石之一,从某个角度来看,机器学习可以看做是建立在概率思维之上的一种对不确定世界的系统性思考和认知方式。学会用概率的视角看待问题,用概率的语言描述问题,是深入理解和熟练运用机器学习技术的最重要基础之一。 概率论内容很多,但都是以具体的一个个分布为具体表现载体体现出来的,所以学好常用的概率分布及其各种性质对于学好概率非常重要。 对于离散数据,伯努利分布、二项分布、多项分布、Beta分布、狄里克莱分布以及泊松分布都是需要理解掌握的内容; 对于离线数据,高斯分布和指数分布族是比较重要的分布。这些分布贯穿着机器学习的各种模型之中,也存在于互联网和真实世界的各种数据之中,理解了数据的分布,才能知道该对它们做什么样的处理。 此外,假设检验的相关理论也需要掌握。在这个所谓的大数据时代,最能骗人的大概就是数据了,掌握了假设检验和置信区间等相关理论,才能具备分辨数据结论真伪的能力。例如两组数据是否真的存在差异,上线一个策略之后指标是否真的有提升等等。这种问题在实际工作中非常常见,不掌握相关能力的话相当于就是大数据时代的睁眼瞎。 在统计方面,一些常用的参数估计方法也需要掌握,典型的如最大似然估计、最大后验估计、EM算法等。这些理论和最优化理论一样,都是可以应用于所有模型的理论,是基础中的基础。 3.机器学习理论 虽然现在开箱即用的开源工具包越来越多,但并不意味着算法工程师就可以忽略机器学习基础理论的学习和掌握。这样做主要有两方面的意义: 掌握理论才能对各种工具、技巧灵活应用,而不是只会照搬套用。只有在这个基础上才能够真正具备搭建一套机器学习系统的能力,并对其进行持续优化。否则只能算是机器学习搬砖工人,算不得合格的工程师。出了问题也不会解决,更谈不上对系统做优化。 学习机器学习的基础理论的目的不仅仅是学会如何构建机器学习系统,更重要的是,这些基础理论里面体现的是一套思想和思维模式,其内涵包括概率性思维、矩阵化思维、最优化思维等多个子领域,这一套思维模式对于在当今这个大数据时代做数据的处理、分析和建模是非常有帮助的。如果你脑子里没有这套思维,面对大数据环境还在用老一套非概率的、标量式的思维去思考问题,那么思考的效率和深度都会非常受限。 机器学习的理论内涵和外延非常之广,绝非一篇文章可以穷尽,所以在这里我列举了一些比较核心,同时对于实际工作比较有帮助的内容进行介绍,大家可在掌握了这些基础内容之后,再不断探索学习。 4.开发语言和开发工具 掌握了足够的理论知识,还需要足够的工具来将这些理论落地,这部分我们介绍一些常用的语言和工具。 5.架构设计 最后我们花一些篇幅来谈一下机器学习系统的架构设计。 所谓机器学习系统的架构,指的是一套能够支持机器学习训练、预测、服务稳定高效运行的整体系统以及他们之间的关系。 在业务规模和复杂度发展到一定程度的时候,机器学习一定会走向系统化、平台化这个方向。这个时候就需要根据业务特点以及机器学习本身的特点来设计一套整体架构,这里面包括上游数据仓库和数据流的架构设计,以及模型训练的架构,还有线上服务的架构等等。这一套架构的学习就不像前面的内容那么简单了,没有太多现成教材可以学习,更多的是在大量实践的基础上进行抽象总结,对当前系统不断进行演化和改进。但这无疑是算法工程师职业道路上最值得为之奋斗的工作。在这里能给的建议就是多实践,多总结,多抽象,多迭代。 6.机器学习算法工程师领域现状 现在可以说是机器学习算法工程师最好的时代,各行各业对这类人才的需求都非常旺盛。典型的包括以下一些细分行业: 推荐系统。推荐系统解决的是海量数据场景下信息高效匹配分发的问题,在这个过程中,无论是候选集召回,还是结果排序,以及用户画像等等方面,机器学习都起着重要的作用。 广告系统。广告系统和推荐系统有很多类似的地方,但也有着很显著的差异,需要在考虑平台和用户之外同时考虑广告主的利益,两方变成了三方,使得一些问题变复杂了很多。它在对机器学习的利用方面也和推荐类似。 搜索系统。搜索系统的很多基础建设和上层排序方面都大量使用了机器学习技术,而且在很多网站和App中,搜索都是非常重要的流量入口,机器学习对搜索系统的优化会直接影响到整个网站的效率。 风控系统。风控,尤其是互联网金融风控是近年来兴起的机器学习的又一重要战场。不夸张地说,运用机器学习的能力可以很大程度上决定一家互联网金融企业的风控能力,而风控能力本身又是这些企业业务保障的核心竞争力,这其中的关系大家可以感受一下。 但是所谓“工资越高,责任越大”,企业对于算法工程师的要求也在逐渐提高。整体来说,一名高级别的算法工程师应该能够处理“数据获取数据分析模型训练调优模型上线”这一完整流程,并对流程中的各种环节做不断优化。一名工程师入门时可能会从上面流程中的某一个环节做起,不断扩大自己的能力范围。 除了上面列出的领域以外,还有很多传统行业也在不断挖掘机器学习解决传统问题的能力,行业的未来可谓潜力巨大。

寒凝雪 2019-12-02 01:21:12 0 浏览量 回答数 0

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在开始谈我对架构本质的理解之前,先谈谈对今天技术沙龙主题的个人见解,千万级规模的网站感觉数量级是非常大的,对这个数量级我们战略上 要重 视 它 , 战术上又 要 藐 视 它。先举个例子感受一下千万级到底是什么数量级?现在很流行的优步(Uber),从媒体公布的信息看,它每天接单量平均在百万左右, 假如每天有10个小时的服务时间,平均QPS只有30左右。对于一个后台服务器,单机的平均QPS可以到达800-1000,单独看写的业务量很简单 。为什么我们又不能说轻视它?第一,我们看它的数据存储,每天一百万的话,一年数据量的规模是多少?其次,刚才说的订单量,每一个订单要推送给附近的司机、司机要并发抢单,后面业务场景的访问量往往是前者的上百倍,轻松就超过上亿级别了。 今天我想从架构的本质谈起之后,希望大家理解在做一些建构设计的时候,它的出发点以及它解决的问题是什么。 架构,刚开始的解释是我从知乎上看到的。什么是架构?有人讲, 说架构并不是一 个很 悬 乎的 东西 , 实际 上就是一个架子 , 放一些 业务 和算法,跟我们的生活中的晾衣架很像。更抽象一点,说架构其 实 是 对 我 们 重复性业务 的抽象和我 们 未来 业务 拓展的前瞻,强调过去的经验和你对整个行业的预见。 我们要想做一个架构的话需要哪些能力?我觉得最重要的是架构师一个最重要的能力就是你要有 战 略分解能力。这个怎么来看呢: 第一,你必须要有抽象的能力,抽象的能力最基本就是去重,去重在整个架构中体现在方方面面,从定义一个函数,到定义一个类,到提供的一个服务,以及模板,背后都是要去重提高可复用率。 第二, 分类能力。做软件需要做对象的解耦,要定义对象的属性和方法,做分布式系统的时候要做服务的拆分和模块化,要定义服务的接口和规范。 第三, 算法(性能),它的价值体现在提升系统的性能,所有性能的提升,最终都会落到CPU,内存,IO和网络这4大块上。 这一页PPT举了一些例子来更深入的理解常见技术背后的架构理念。 第一个例子,在分布式系统我们会做 MySQL分 库 分表,我们要从不同的库和表中读取数据,这样的抽象最直观就是使用模板,因为绝大多数SQL语义是相同的,除了路由到哪个库哪个表,如果不使用Proxy中间件,模板就是性价比最高的方法。 第二看一下加速网络的CDN,它是做速度方面的性能提升,刚才我们也提到从CPU、内存、IO、网络四个方面来考虑,CDN本质上一个是做网络智能调度优化,另一个是多级缓存优化。 第三个看一下服务化,刚才已经提到了,各个大网站转型过程中一定会做服务化,其实它就是做抽象和做服务的拆分。第四个看一下消息队列,本质上还是做分类,只不过不是两个边际清晰的类,而是把两个边际不清晰的子系统通过队列解构并且异步化。新浪微博整体架构是什么样的 接下我们看一下微博整体架构,到一定量级的系统整个架构都会变成三层,客户端包括WEB、安卓和IOS,这里就不说了。接着还都会有一个接口层, 有三个主要作用: 第一个作用,要做 安全隔离,因为前端节点都是直接和用户交互,需要防范各种恶意攻击; 第二个还充当着一个 流量控制的作用,大家知道,在2014年春节的时候,微信红包,每分钟8亿多次的请求,其实真正到它后台的请求量,只有十万左右的数量级(这里的数据可能不准),剩余的流量在接口层就被挡住了; 第三,我们看对 PC 端和移 动 端的需求不一样的,所以我们可以进行拆分。接口层之后是后台,可以看到微博后台有三大块: 一个是 平台服 务, 第二, 搜索, 第三, 大数据。到了后台的各种服务其实都是处理的数据。 像平台的业务部门,做的就是 数据存储和读 取,对搜索来说做的是 数据的 检 索,对大数据来说是做的数据的 挖掘。微博其实和淘宝是很类似 微博其实和淘宝是很类似的。一般来说,第一代架构,基本上能支撑到用户到 百万 级别,到第二代架构基本能支撑到 千万 级别都没什么问题,当业务规模到 亿级别时,需要第三代的架构。 从 LAMP 的架构到面向服 务 的架构,有几个地方是非常难的,首先不可能在第一代基础上通过简单的修修补补满足用户量快速增长的,同时线上业务又不能停, 这是我们常说的 在 飞 机上 换 引擎的 问题。前两天我有一个朋友问我,说他在内部推行服务化的时候,把一个模块服务化做完了,其他部门就是不接。我建议在做服务化的时候,首先更多是偏向业务的梳理,同时要找准一个很好的切入点,既有架构和服务化上的提升,业务方也要有收益,比如提升性能或者降低维护成本同时升级过程要平滑,建议开始从原子化服务切入,比如基础的用户服务, 基础的短消息服务,基础的推送服务。 第二,就是可 以做无状 态 服 务,后面会详细讲,还有数据量大了后需要做数据Sharding,后面会将。 第三代 架构 要解决的 问题,就是用户量和业务趋于稳步增加(相对爆发期的指数级增长),更多考虑技术框架的稳定性, 提升系统整体的性能,降低成本,还有对整个系统监控的完善和升级。 大型网站的系统架构是如何演变的 我们通过通过数据看一下它的挑战,PV是在10亿级别,QPS在百万,数据量在千亿级别。我们可用性,就是SLA要求4个9,接口响应最多不能超过150毫秒,线上所有的故障必须得在5分钟内解决完。如果说5分钟没处理呢?那会影响你年终的绩效考核。2015年微博DAU已经过亿。我们系统有上百个微服务,每周会有两次的常规上线和不限次数的紧急上线。我们的挑战都一样,就是数据量,bigger and bigger,用户体验是faster and faster,业务是more and more。互联网业务更多是产品体验驱动, 技 术 在 产 品 体验上最有效的贡献 , 就是你的性能 越来越好 。 每次降低加载一个页面的时间,都可以间接的降低这个页面上用户的流失率。微博的技术挑战和正交分解法解析架构 下面看一下 第三代的 架构 图 以及 我 们 怎么用正交分解法 阐 述。 我们可以看到我们从两个维度,横轴和纵轴可以看到。 一个 维 度 是 水平的 分层 拆分,第二从垂直的维度会做拆分。水平的维度从接口层、到服务层到数据存储层。垂直怎么拆分,会用业务架构、技术架构、监控平台、服务治理等等来处理。我相信到第二代的时候很多架构已经有了业务架构和技术架构的拆分。我们看一下, 接口层有feed、用户关系、通讯接口;服务层,SOA里有基层服务、原子服务和组合服务,在微博我们只有原子服务和组合服务。原子服务不依赖于任何其他服务,组合服务由几个原子服务和自己的业务逻辑构建而成 ,资源层负责海量数据的存储(后面例子会详细讲)。技 术框架解决 独立于 业务 的海量高并发场景下的技术难题,由众多的技术组件共同构建而成 。在接口层,微博使用JERSY框架,帮助你做参数的解析,参数的验证,序列化和反序列化;资源层,主要是缓存、DB相关的各类组件,比如Cache组件和对象库组件。监 控平台和服 务 治理 , 完成系统服务的像素级监控,对分布式系统做提前诊断、预警以及治理。包含了SLA规则的制定、服务监控、服务调用链监控、流量监控、错误异常监控、线上灰度发布上线系统、线上扩容缩容调度系统等。 下面我们讲一下常见的设计原则。 第一个,首先是系统架构三个利器: 一个, 我 们 RPC 服 务组 件 (这里不讲了), 第二个,我们 消息中 间 件 。消息中间件起的作用:可以把两个模块之间的交互异步化,其次可以把不均匀请求流量输出为匀速的输出流量,所以说消息中间件 异步化 解耦 和流量削峰的利器。 第三个是配置管理,它是 代码级灰度发布以及 保障系统降级的利器。 第二个 , 无状态 , 接口 层 最重要的就是无状 态。我们在电商网站购物,在这个过程中很多情况下是有状态的,比如我浏览了哪些商品,为什么大家又常说接口层是无状态的,其实我们把状态从接口层剥离到了数据层。像用户在电商网站购物,选了几件商品,到了哪一步,接口无状态后,状态要么放在缓存中,要么放在数据库中, 其 实 它并不是没有状 态 , 只是在 这 个 过 程中我 们 要把一些有状 态 的 东 西抽离出来 到了数据层。 第三个, 数据 层 比服 务层 更需要 设计,这是一条非常重要的经验。对于服务层来说,可以拿PHP写,明天你可以拿JAVA来写,但是如果你的数据结构开始设计不合理,将来数据结构的改变会花费你数倍的代价,老的数据格式向新的数据格式迁移会让你痛不欲生,既有工作量上的,又有数据迁移跨越的时间周期,有一些甚至需要半年以上。 第四,物理结构与逻辑结构的映射,上一张图看到两个维度切成十二个区间,每个区间代表一个技术领域,这个可以看做我们的逻辑结构。另外,不论后台还是应用层的开发团队,一般都会分几个垂直的业务组加上一个基础技术架构组,这就是从物理组织架构到逻辑的技术架构的完美的映射,精细化团队分工,有利于提高沟通协作的效率 。 第五, www .sanhao.com 的访问过程,我们这个架构图里没有涉及到的,举个例子,比如当你在浏览器输入www.sanhao网址的时候,这个请求在接口层之前发生了什么?首先会查看你本机DNS以及DNS服务,查找域名对应的IP地址,然后发送HTTP请求过去。这个请求首先会到前端的VIP地址(公网服务IP地址),VIP之后还要经过负载均衡器(Nginx服务器),之后才到你的应用接口层。在接口层之前发生了这么多事,可能有用户报一个问题的时候,你通过在接口层查日志根本发现不了问题,原因就是问题可能发生在到达接口层之前了。 第六,我们说分布式系统,它最终的瓶颈会落在哪里呢?前端时间有一个网友跟我讨论的时候,说他们的系统遇到了一个瓶颈, 查遍了CPU,内存,网络,存储,都没有问题。我说你再查一遍,因为最终你不论用上千台服务器还是上万台服务器,最终系统出瓶颈的一定会落在某一台机(可能是叶子节点也可能是核心的节点),一定落在CPU、内存、存储和网络上,最后查出来问题出在一台服务器的网卡带宽上。微博多级双机房缓存架构 接下来我们看一下微博的Feed多级缓存。我们做业务的时候,经常很少做业务分析,技术大会上的分享又都偏向技术架构。其实大家更多的日常工作是需要花费更多时间在业务优化上。这张图是统计微博的信息流前几页的访问比例,像前三页占了97%,在做缓存设计的时候,我们最多只存最近的M条数据。 这里强调的就是做系统设计 要基于用 户 的 场 景 , 越细致越好 。举了一个例子,大家都会用电商,电商在双十一会做全国范围内的活动,他们做设计的时候也会考虑场景的,一个就是购物车,我曾经跟相关开发讨论过,购物车是在双十一之前用户的访问量非常大,就是不停地往里加商品。在真正到双十一那天他不会往购物车加东西了,但是他会频繁的浏览购物车。针对这个场景,活动之前重点设计优化购物车的写场景, 活动开始后优化购物车的读场景。 你看到的微博是由哪些部分聚合而成的呢?最右边的是Feed,就是微博所有关注的人,他们的微博所组成的。微博我们会按照时间顺序把所有关注人的顺序做一个排序。随着业务的发展,除了跟时间序相关的微博还有非时间序的微博,就是会有广告的要求,增加一些广告,还有粉丝头条,就是拿钱买的,热门微博,都会插在其中。分发控制,就是说和一些推荐相关的,我推荐一些相关的好友的微博,我推荐一些你可能没有读过的微博,我推荐一些其他类型的微博。 当然对非时序的微博和分发控制微博,实际会起多个并行的程序来读取,最后同步做统一的聚合。这里稍微分享一下, 从SNS社交领域来看,国内现在做的比较好的三个信息流: 微博 是 基于弱关系的媒体信息流 ; 朋友圈是基于 强 关系的信息流 ; 另外一个做的比 较 好的就是今日 头 条 , 它并不是基于关系来构建信息流 , 而是基于 兴趣和相关性的个性化推荐 信息流 。 信息流的聚合,体现在很多很多的产品之中,除了SNS,电商里也有信息流的聚合的影子。比如搜索一个商品后出来的列表页,它的信息流基本由几部分组成:第一,打广告的;第二个,做一些推荐,热门的商品,其次,才是关键字相关的搜索结果。 信息流 开始的时候 很 简单 , 但是到后期会 发现 , 你的 这 个流 如何做控制分发 , 非常复杂, 微博在最近一两年一直在做 这样 的工作。刚才我们是从业务上分析,那么技术上怎么解决高并发,高性能的问题?微博访问量很大的时候,底层存储是用MySQL数据库,当然也会有其他的。对于查询请求量大的时候,大家知道一定有缓存,可以复用可重用的计算结果。可以看到,发一条微博,我有很多粉丝,他们都会来看我发的内容,所以 微博是最适合使用 缓 存 的系统,微博的读写比例基本在几十比一。微博使用了 双 层缓 存,上面是L1,每个L1上都是一组(包含4-6台机器),左边的框相当于一个机房,右边又是一个机房。在这个系统中L1缓存所起的作用是什么? 首先,L1 缓 存增加整个系 统 的 QPS, 其次 以低成本灵活扩容的方式 增加 系统 的 带宽 。想象一个极端场景,只有一篇博文,但是它的访问量无限增长,其实我们不需要影响L2缓存,因为它的内容存储的量小,但它就是访问量大。这种场景下,你就需要使用L1来扩容提升QPS和带宽瓶颈。另外一个场景,就是L2级缓存发生作用,比如我有一千万个用户,去访问的是一百万个用户的微博 ,这个时候,他不只是说你的吞吐量和访问带宽,就是你要缓存的博文的内容也很多了,这个时候你要考虑缓存的容量, 第二 级缓 存更多的是从容量上来 规划,保证请求以较小的比例 穿透到 后端的 数据 库 中 ,根据你的用户模型你可以估出来,到底有百分之多少的请求不能穿透到DB, 评估这个容量之后,才能更好的评估DB需要多少库,需要承担多大的访问的压力。另外,我们看双机房的话,左边一个,右边一个。 两个机房是互 为 主 备 , 或者互 为热备 。如果两个用户在不同地域,他们访问两个不同机房的时候,假设用户从IDC1过来,因为就近原理,他会访问L1,没有的话才会跑到Master,当在IDC1没找到的时候才会跑到IDC2来找。同时有用户从IDC2访问,也会有请求从L1和Master返回或者到IDC1去查找。 IDC1 和 IDC2 ,两个机房都有全量的用户数据,同时在线提供服务,但是缓存查询又遵循最近访问原理。还有哪些多级缓存的例子呢?CDN是典型的多级缓存。CDN在国内各个地区做了很多节点,比如在杭州市部署一个节点时,在机房里肯定不止一台机器,那么对于一个地区来说,只有几台服务器到源站回源,其他节点都到这几台服务器回源即可,这么看CDN至少也有两级。Local Cache+ 分布式 缓 存,这也是常见的一种策略。有一种场景,分布式缓存并不适用, 比如 单 点 资 源 的爆发性峰值流量,这个时候使用Local Cache + 分布式缓存,Local Cache 在 应用 服 务 器 上用很小的 内存资源 挡住少量的 极端峰值流量,长尾的流量仍然访问分布式缓存,这样的Hybrid缓存架构通过复用众多的应用服务器节点,降低了系统的整体成本。 我们来看一下 Feed 的存 储 架构,微博的博文主要存在MySQL中。首先来看内容表,这个比较简单,每条内容一个索引,每天建一张表,其次看索引表,一共建了两级索引。首先想象一下用户场景,大部分用户刷微博的时候,看的是他关注所有人的微博,然后按时间来排序。仔细分析发现在这个场景下, 跟一个用户的自己的相关性很小了。所以在一级索引的时候会先根据关注的用户,取他们的前条微博ID,然后聚合排序。我们在做哈希(分库分表)的时候,同时考虑了按照UID哈希和按照时间维度。很业务和时间相关性很高的,今天的热点新闻,明天就没热度了,数据的冷热非常明显,这种场景就需要按照时间维度做分表,首先冷热数据做了分离(可以对冷热数据采用不同的存储方案来降低成本),其次, 很容止控制我数据库表的爆炸。像微博如果只按照用户维度区分,那么这个用户所有数据都在一张表里,这张表就是无限增长的,时间长了查询会越来越慢。二级索引,是我们里面一个比较特殊的场景,就是我要快速找到这个人所要发布的某一时段的微博时,通过二级索引快速定位。 分布式服务追踪系统 分布式追踪服务系统,当系统到千万级以后的时候,越来越庞杂,所解决的问题更偏向稳定性,性能和监控。刚才说用户只要有一个请求过来,你可以依赖你的服务RPC1、RPC2,你会发现RPC2又依赖RPC3、RPC4。分布式服务的时候一个痛点,就是说一个请求从用户过来之后,在后台不同的机器之间不停的调用并返回。 当你发现一个问题的时候,这些日志落在不同的机器上,你也不知道问题到底出在哪儿,各个服务之间互相隔离,互相之间没有建立关联。所以导致排查问题基本没有任何手段,就是出了问题没法儿解决。 我们要解决的问题,我们刚才说日志互相隔离,我们就要把它建立联系。建立联系我们就有一个请求ID,然后结合RPC框架, 服务治理功能。假设请求从客户端过来,其中包含一个ID 101,到服务A时仍然带有ID 101,然后调用RPC1的时候也会标识这是101 ,所以需要 一个唯一的 请求 ID 标识 递归迭代的传递到每一个 相关 节点。第二个,你做的时候,你不能说每个地方都加,对业务系统来说需要一个框架来完成这个工作, 这 个框架要 对业务 系 统 是最低侵入原 则 , 用 JAVA 的 话 就可以用 AOP,要做到零侵入的原则,就是对所有相关的中间件打点,从接口层组件(HTTP Client、HTTP Server)至到服务层组件(RPC Client、RPC Server),还有数据访问中间件的,这样业务系统只需要少量的配置信息就可以实现全链路监控 。为什么要用日志?服务化以后,每个服务可以用不同的开发语言, 考虑多种开发语言的兼容性 , 内部定 义标 准化的日志 是唯一且有效的办法。最后,如何构建基于GPS导航的路况监控?我们刚才讲分布式服务追踪。分布式服务追踪能解决的问题, 如果 单一用 户发现问题 后 , 可以通 过请 求 ID 快速找到 发 生 问题 的 节 点在什么,但是并没有解决如何发现问题。我们看现实中比较容易理解的道路监控,每辆车有GPS定位,我想看北京哪儿拥堵的时候,怎么做? 第一个 , 你肯定要知道每个 车 在什么位置,它走到哪儿了。其实可以说每个车上只要有一个标识,加上每一次流动的信息,就可以看到每个车流的位置和方向。 其次如何做 监 控和 报 警,我们怎么能了解道路的流量状况和负载,并及时报警。我们要定义这条街道多宽多高,单位时间可以通行多少辆车,这就是道路的容量。有了道路容量,再有道路的实时流量,我们就可以基于实习路况做预警? 对应于 分布式系 统 的话如何构建? 第一 , 你要 定义 每个服 务节 点它的 SLA A 是多少 ?SLA可以从系统的CPU占用率、内存占用率、磁盘占用率、QPS请求数等来定义,相当于定义系统的容量。 第二个 , 统计 线 上 动态 的流量,你要知道服务的平均QPS、最低QPS和最大QPS,有了流量和容量,就可以对系统做全面的监控和报警。 刚才讲的是理论,实际情况肯定比这个复杂。微博在春节的时候做许多活动,必须保障系统稳定,理论上你只要定义容量和流量就可以。但实际远远不行,为什么?有技术的因素,有人为的因素,因为不同的开发定义的流量和容量指标有主观性,很难全局量化标准,所以真正流量来了以后,你预先评估的系统瓶颈往往不正确。实际中我们在春节前主要采取了三个措施:第一,最简单的就是有降 级 的 预 案,流量超过系统容量后,先把哪些功能砍掉,需要有明确的优先级 。第二个, 线上全链路压测,就是把现在的流量放大到我们平常流量的五倍甚至十倍(比如下线一半的服务器,缩容而不是扩容),看看系统瓶颈最先发生在哪里。我们之前有一些例子,推测系统数据库会先出现瓶颈,但是实测发现是前端的程序先遇到瓶颈。第三,搭建在线 Docker 集群 , 所有业务共享备用的 Docker集群资源,这样可以极大的避免每个业务都预留资源,但是实际上流量没有增长造成的浪费。 总结 接下来说的是如何不停的学习和提升,这里以Java语言为例,首先, 一定要 理解 JAVA;第二步,JAVA完了以后,一定要 理 解 JVM;其次,还要 理解 操作系统;再次还是要了解一下 Design Pattern,这将告诉你怎么把过去的经验抽象沉淀供将来借鉴;还要学习 TCP/IP、 分布式系 统、数据结构和算法。

hiekay 2019-12-02 01:39:25 0 浏览量 回答数 0

问题

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kun坤 2020-06-05 22:43:07 0 浏览量 回答数 1

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python小菜菜 2020-06-01 19:55:39 0 浏览量 回答数 1

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Spring Cloud 学习笔记(一)——入门、特征、配置 0 放在前面 0.1 参考文档 http://cloud.spring.io/spring-cloud-static/Brixton.SR7/ https://springcloud.cc/ http://projects.spring.io/spring-cloud/ 0.2 maven配置 org.springframework.boot spring-boot-starter-parent 1.5.2.RELEASE org.springframework.cloud spring-cloud-dependencies Dalston.RELEASE pom import org.springframework.cloud spring-cloud-starter-config org.springframework.cloud spring-cloud-starter-eureka 0.3 简介 Spring Cloud为开发人员提供了快速构建分布式系统中的一些通用模式(例如配置管理,服务发现,断路器,智能路由,微代理,控制总线,一次性令牌,全局锁,领导选举,分布式 会话,群集状态)。 分布式系统的协调引出样板模式(boiler plate patterns),并且使用Spring Cloud开发人员可以快速地实现这些模式来启动服务和应用程序。 它们可以在任何分布式环境中正常工作,包括开发人员自己的笔记本电脑,裸机数据中心和受管平台,如Cloud Foundry。 Version: Brixton.SR7 1 特征 Spring Cloud专注于为经典用例和扩展机制提供良好的开箱即用 分布式/版本配置 服务注册与发现 路由选择 服务调用 负载均衡 熔断机制 全局锁 领导人选举和集群状态 分布式消息 2 原生云应用程序 原生云是应用程序开发的一种风格,鼓励在持续交付和价值驱动领域的最佳实践。 Spring Cloud的很多特性是基于Spring Boot的。更多的是由两个库实现:Spring Cloud Context and Spring Cloud Commons。 2.1 Spring Cloud Context: 应用上下文服务 Spring Boot关于使用Spring构建应用有硬性规定:通用的配置文件在固定的位置,通用管理终端,监控任务。建立在这个基础上,Spring Cloud增加了一些额外的特性。 2.1.1 引导应用程序上下文 Spring Cloud会创建一个“bootstrap”的上下文,这是主应用程序的父上下文。对应的配置文件拥有最高优先级,并且,默认不能被本地配置文件覆盖。对应的文件名bootstrap.yml或bootstrap.properties。 可通过设置spring.cloud.bootstrap.enabled=false来禁止bootstrap进程。 2.1.2 应用上下文层级结构 当用SpringApplication或SpringApplicationBuilder创建应用程序上下文时,bootstrap上下文将作为父上下文被添加进去,子上下文将继承父上下文的属性。 子上下文的配置信息可覆盖父上下文的配置信息。 2.1.3 修改Bootstrap配置文件位置 spring.cloud.bootstrap.name(默认是bootstrap),或者spring.cloud.bootstrap.location(默认是空) 2.1.4 覆盖远程配置文件的值 spring.cloud.config.allowOverride=true spring.cloud.config.overrideNone=true spring.cloud.config.overrideSystemProperties=false 2.1.5 定制Bootstrap配置 在/META-INF/spring.factories的key为org.springframework.cloud.bootstrap.BootstrapConfiguration,定义了Bootstrap启动的组件。 在主应用程序启动之前,一开始Bootstrap上下文创建在spring.factories文件中的组件,然后是@Beans类型的bean。 2.1.6 定制Bootstrap属性来源 关键点:spring.factories、PropertySourceLocator 2.1.7 环境改变 应用程序可通过EnvironmentChangedEvent监听应用程序并做出响应。 2.1.8 Refresh Scope Spring的bean被@RefreshScope将做特殊处理,可用于刷新bean的配置信息。 注意 需要添加依赖“org.springframework.boot.spring-boot-starter-actuator” 目前我只在@Controller测试成功 需要自己发送POST请求/refresh 修改配置文件即可 2.1.9 加密和解密 Spring Cloud可对配置文件的值进行加密。 如果有"Illegal key size"异常,那么需要安装JCE。 2.1.10 服务点 除了Spring Boot提供的服务点,Spring Cloud也提供了一些服务点用于管理,注意都是POST请求 /env:更新Environment、重新绑定@ConfigurationProperties跟日志级别 /refresh重新加载配置文件,刷新标记@RefreshScope的bean /restart重启应用,默认不可用 生命周期方法:/pause、/resume 2.2 Spring Cloud Commons:通用抽象 服务发现、负载均衡、熔断机制这种模式为Spring Cloud客户端提供了一个通用的抽象层。 2.2.1 RestTemplate作为负载均衡客户端 通过@Bean跟@LoadBalanced指定RestTemplate。注意URI需要使用虚拟域名(如服务名,不能用域名)。 如下: @Configuration public class MyConfiguration { @LoadBalanced @Bean RestTemplate restTemplate() { return new RestTemplate(); } } public class MyClass { @Autowired private RestTemplate restTemplate; public String doOtherStuff() { String results = restTemplate.getForObject(" http://stores/stores", String.class); return results; } } 2.2.2 多个RestTemplate对象 注意@Primary注解的使用。 @Configuration public class MyConfiguration { @LoadBalanced @Bean RestTemplate loadBalanced() { return new RestTemplate(); } @Primary @Bean RestTemplate restTemplate() { return new RestTemplate(); } } public class MyClass { @Autowired private RestTemplate restTemplate; @Autowired @LoadBalanced private RestTemplate loadBalanced; public String doOtherStuff() { return loadBalanced.getForObject(" http://stores/stores", String.class); } public String doStuff() { return restTemplate.getForObject(" http://example.com", String.class); } } 2.2.3 忽略网络接口 忽略确定名字的服务发现注册,支持正则表达式配置。 3 Spring Cloud Config Spring Cloud Config提供服务端和客户端在分布式系统中扩展配置。支持不同环境的配置(开发、测试、生产)。使用Git做默认配置后端,可支持配置环境打版本标签。 3.1 快速开始 可通过IDE运行或maven运行。 默认加载property资源的策略是克隆一个git仓库(at spring.cloud.config.server.git.uri')。 HTTP服务资源的构成: /{application}/{profile}[/{label}] /{application}-{profile}.yml /{label}/{application}-{profile}.yml /{application}-{profile}.properties /{label}/{application}-{profile}.properties application是SpringApplication的spring.config.name,(一般来说'application'是一个常规的Spring Boot应用),profile是一个active的profile(或者逗号分隔的属性列表),label是一个可选的git标签(默认为"master")。 3.1.1 客户端示例 创建以Spring Boot应用即可,添加依赖“org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-config”。 配置application.properties,注意URL为配置服务端的地址 spring.cloud.config.uri: http://myconfigserver.com 3.2 Spring Cloud Config 服务端 针对系统外的配置项(如name-value对或相同功能的YAML内容),该服务器提供了基于资源的HTTP接口。使用@EnableConfigServer注解,该服务器可以很容易的被嵌入到Spring Boot 系统中。使用该注解之后该应用系统就是一个配置服务器。 @SpringBootApplication @EnableConfigServer public class ConfigApplicion { public static void main(String[] args) throws Exception { SpringApplication.run(ConfigApplicion.class, args); } } 3.2.1 资源库环境 {application} 对应客户端的"spring.application.name"属性 {profile} 对应客户端的 "spring.profiles.active"属性(逗号分隔的列表) {label} 对应服务端属性,这个属性能标示一组配置文件的版本 如果配置库是基于文件的,服务器将从application.yml和foo.yml中创建一个Environment对象。高优先级的配置优先转成Environment对象中的PropertySource。 3.2.1.1 Git后端 默认的EnvironmentRepository是用Git后端进行实现的,Git后端对于管理升级和物理环境是很方便的,对审计配置变更也很方便。也可以file:前缀从本地配置库中读取数据。 这个配置库的实现通过映射HTTP资源的{label}参数作为git label(提交id,分支名称或tag)。如果git分支或tag的名称包含一个斜杠 ("/"),此时HTTP URL中的label需要使用特殊字符串"(_)"来替代(为了避免与其他URL路径相互混淆)。如果使用了命令行客户端如 curl,请谨慎处理URL中的括号(例如:在shell下请使用引号''来转义它们)。 Git URI占位符 Spring Cloud Config Server支持git库URL中包含针对{application}和 {profile}的占位符(如果你需要,{label}也可包含占位符, 不过要牢记的是任何情况下label只指git的label)。所以,你可以很容易的支持“一个应用系统一个配置库”策略或“一个profile一个配置库”策略。 模式匹配和多资源库 spring: cloud: config: server: git: uri: https://github.com/spring-cloud-samples/config-repo repos: simple: https://github.com/simple/config-repo special: pattern: special*/dev*,special/dev* uri: https://github.com/special/config-repo local: pattern: local* uri: file:/home/configsvc/config-repo 如果 {application}/{profile}不能匹配任何表达式,那么将使用“spring.cloud.config.server.git.uri”对应的值。在上例子中,对于 "simple" 配置库, 匹配模式是simple/* (也就说,无论profile是什么,它只匹配application名称为“simple”的应用系统)。“local”库匹配所有application名称以“local”开头任何应用系统,不管profiles是什么(来实现覆盖因没有配置对profile的匹配规则,“/”后缀会被自动的增加到任何的匹配表达式中)。 Git搜索路径中的占位符 spring.cloud.config.server.git.searchPaths 3.2.1.2 版本控制后端文件系统使用 伴随着版本控制系统作为后端(git、svn),文件都会被check out或clone 到本地文件系统中。默认这些文件会被放置到以config-repo-为前缀的系统临时目录中。在Linux上,譬如应该是/tmp/config-repo- 目录。有些操作系统routinely clean out放到临时目录中,这会导致不可预知的问题出现。为了避免这个问题,通过设置spring.cloud.config.server.git.basedir或spring.cloud.config.server.svn.basedir参数值为非系统临时目录。 3.2.1.3 文件系统后端 使用本地加载配置文件。 需要配置:spring.cloud.config.server.native.searchLocations跟spring.profiles.active=native。 路径配置格式:classpath:/, classpath:/config,file:./, file:./config。 3.2.1.4 共享配置给所有应用 基于文件的资源库 在基于文件的资源库中(i.e. git, svn and native),这样的文件名application 命名的资源在所有的客户端都是共享的(如 application.properties, application.yml, application-*.properties,etc.)。 属性覆盖 “spring.cloud.config.server.overrides”添加一个Map类型的name-value对来实现覆盖。 例如 spring: cloud: config: server: overrides: foo: bar 会使所有的配置客户端应用程序读取foo=bar到他们自己配置参数中。 3.2.2 健康指示器 通过这个指示器能够检查已经配置的EnvironmentRepository是否正常运行。 通过设置spring.cloud.config.server.health.enabled=false参数来禁用健康指示器。 3.2.3 安全 你可以自由选择任何你觉得合理的方式来保护你的Config Server(从物理网络安全到OAuth2 令牌),同时使用Spring Security和Spring Boot 能使你做更多其他有用的事情。 为了使用默认的Spring Boot HTTP Basic 安全,只需要把Spring Security 增加到classpath中(如org.springframework.boot.spring-boot-starter-security)。默认的用户名是“user”,对应的会生成一个随机密码,这种情况在实际使用中并没有意义,一般建议配置一个密码(通过 security.user.password属性进行配置)并对这个密码进行加密。 3.2.4 加密与解密 如果远程属性包含加密内容(以{cipher}开头),这些值将在通过HTTP传递到客户端之前被解密。 使用略 3.2.5 密钥管理 配置服务可以使用对称(共享)密钥或者非对称密钥(RSA密钥对)。 使用略 3.2.6 创建一个测试密钥库 3.2.7 使用多密钥和循环密钥 3.2.8 加密属性服务 3.3 可替换格式服务 配置文件可加后缀".yml"、".yaml"、".properties" 3.4 文本解释服务 /{name}/{profile}/{label}/{path} 3.5 嵌入配置服务器 一般配置服务运行在单独的应用里面,只要使用注解@EnableConfigServer即可嵌入到其他应用。 3.6 推送通知和总线 添加依赖spring-cloud-config-monitor,激活Spring Cloud 总线,/monitor端点即可用。 当webhook激活,针对应用程序可能已经变化了的,配置服务端将发送一个RefreshRemoteApplicationEvent。 3.7 客户端配置 3.7.1 配置第一次引导 通过spring.cloud.config.uri属性配置Config Server地址 3.7.2 发现第一次引导 如果用的是Netflix,则用eureka.client.serviceUrl.defaultZone进行配置。 3.7.3 配置客户端快速失败 在一些例子里面,可能希望在没有连接配置服务端时直接启动失败。可通过spring.cloud.config.failFast=true进行配置。 3.7.4 配置客户端重试 添加依赖spring-retry、spring-boot-starter-aop,设置spring.cloud.config.failFast=true。默认的是6次重试,初始补偿间隔是1000ms,后续补偿为1.1指数乘数,可通过spring.cloud.config.retry.*配置进行修改。 3.7.5 定位远程配置资源 路径:/{name}/{profile}/{label} "name" = ${spring.application.name} "profile" = ${spring.profiles.active} (actually Environment.getActiveProfiles()) "label" = "master" label对于回滚到之前的版本很有用。 3.7.6 安全 通过spring.cloud.config.password、spring.cloud.config.username进行配置。 答案来源于网络

养狐狸的猫 2019-12-02 02:18:34 0 浏览量 回答数 0

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重试作用: 对于重试是有场景限制的,不是什么场景都适合重试,比如参数校验不合法、写操作等(要考虑写是否幂等)都不适合重试。 远程调用超时、网络突然中断可以重试。在微服务治理框架中,通常都有自己的重试与超时配置,比如dubbo可以设置retries=1,timeout=500调用失败只重试1次,超过500ms调用仍未返回则调用失败。 比如外部 RPC 调用,或者数据入库等操作,如果一次操作失败,可以进行多次重试,提高调用成功的可能性。 优雅的重试机制要具备几点: 无侵入:这个好理解,不改动当前的业务逻辑,对于需要重试的地方,可以很简单的实现 可配置:包括重试次数,重试的间隔时间,是否使用异步方式等 通用性:最好是无改动(或者很小改动)的支持绝大部分的场景,拿过来直接可用 优雅重试共性和原理: 正常和重试优雅解耦,重试断言条件实例或逻辑异常实例是两者沟通的媒介。 约定重试间隔,差异性重试策略,设置重试超时时间,进一步保证重试有效性以及重试流程稳定性。 都使用了命令设计模式,通过委托重试对象完成相应的逻辑操作,同时内部封装实现重试逻辑。 Spring-tryer和guava-tryer工具都是线程安全的重试,能够支持并发业务场景的重试逻辑正确性。 优雅重试适用场景: 功能逻辑中存在不稳定依赖场景,需要使用重试获取预期结果或者尝试重新执行逻辑不立即结束。比如远程接口访问,数据加载访问,数据上传校验等等。 对于异常场景存在需要重试场景,同时希望把正常逻辑和重试逻辑解耦。 对于需要基于数据媒介交互,希望通过重试轮询检测执行逻辑场景也可以考虑重试方案。 优雅重试解决思路: 切面方式 这个思路比较清晰,在需要添加重试的方法上添加一个用于重试的自定义注解,然后在切面中实现重试的逻辑,主要的配置参数则根据注解中的选项来初始化 优点: 真正的无侵入 缺点: 某些方法无法被切面拦截的场景无法覆盖(如spring-aop无法切私有方法,final方法) 直接使用aspecj则有些小复杂;如果用spring-aop,则只能切被spring容器管理的bean 消息总线方式 这个也比较容易理解,在需要重试的方法中,发送一个消息,并将业务逻辑作为回调方法传入;由一个订阅了重试消息的consumer来执行重试的业务逻辑 优点: 重试机制不受任何限制,即在任何地方你都可以使用 利用EventBus框架,可以非常容易把框架搭起来 缺点: 业务侵入,需要在重试的业务处,主动发起一条重试消息 调试理解复杂(消息总线方式的最大优点和缺点,就是过于灵活了,你可能都不知道什么地方处理这个消息,特别是新的童鞋来维护这段代码时) 如果要获取返回结果,不太好处理, 上下文参数不好处理 模板方式 优点: 简单(依赖简单:引入一个类就可以了; 使用简单:实现抽象类,讲业务逻辑填充即可;) 灵活(这个是真正的灵活了,你想怎么干都可以,完全由你控制) 缺点: 强侵入 代码臃肿 把这个单独捞出来,主要是某些时候我就一两个地方要用到重试,简单的实现下就好了,也没有必用用到上面这么重的方式;而且我希望可以针对代码快进行重试 这个的设计还是非常简单的,基本上代码都可以直接贴出来,一目了然: 复制代码 public abstract class RetryTemplate { private static final int DEFAULT_RETRY_TIME = 1; private int retryTime = DEFAULT_RETRY_TIME; private int sleepTime = 0;// 重试的睡眠时间 public int getSleepTime() { return sleepTime; } public RetryTemplate setSleepTime(int sleepTime) { if(sleepTime < 0) { throw new IllegalArgumentException("sleepTime should equal or bigger than 0"); } this.sleepTime = sleepTime; return this; } public int getRetryTime() { return retryTime; } public RetryTemplate setRetryTime(int retryTime) { if (retryTime <= 0) { throw new IllegalArgumentException("retryTime should bigger than 0"); } this.retryTime = retryTime; return this; } /** * 重试的业务执行代码 * 失败时请抛出一个异常 * * todo 确定返回的封装类,根据返回结果的状态来判定是否需要重试 * * @return */ protected abstract Object doBiz() throws Exception; //预留一个doBiz方法由业务方来实现,在其中书写需要重试的业务代码,然后执行即可 public Object execute() throws InterruptedException { for (int i = 0; i < retryTime; i++) { try { return doBiz(); } catch (Exception e) { log.error("业务执行出现异常,e: {}", e); Thread.sleep(sleepTime); } } return null; } public Object submit(ExecutorService executorService) { if (executorService == null) { throw new IllegalArgumentException("please choose executorService!"); } return executorService.submit((Callable) () -> execute()); } } 复制代码 使用示例: 复制代码 public void retryDemo() throws InterruptedException { Object ans = new RetryTemplate() { @Override protected Object doBiz() throws Exception { int temp = (int) (Math.random() * 10); System.out.println(temp); if (temp > 3) { throw new Exception("generate value bigger then 3! need retry"); } return temp; } }.setRetryTime(10).setSleepTime(10).execute(); System.out.println(ans); } 复制代码 spring-retry Spring Retry 为 Spring 应用程序提供了声明性重试支持。 它用于Spring批处理、Spring集成、Apache Hadoop(等等)的Spring。 在分布式系统中,为了保证数据分布式事务的强一致性,在调用RPC接口或者发送MQ时,针对可能会出现网络抖动请求超时情况采取一下重试操作。 用的最多的重试方式就是MQ了,但是如果你的项目中没有引入MQ,就不方便了。 还有一种方式,是开发者自己编写重试机制,但是大多不够优雅。 缺陷 spring-retry 工具虽能优雅实现重试,但是存在两个不友好设计: 一个是重试实体限定为 Throwable 子类,说明重试针对的是可捕捉的功能异常为设计前提的,但是我们希望依赖某个数据对象实体作为重试实体, 但 sping-retry框架必须强制转换为Throwable子类。 另一个是重试根源的断言对象使用的是 doWithRetry 的 Exception 异常实例,不符合正常内部断言的返回设计。 Spring Retry 提倡以注解的方式对方法进行重试,重试逻辑是同步执行的,当抛出相关异常后执行重试, 如果你要以返回值的某个状态来判定是否需要重试,可能只能通过自己判断返回值然后显式抛出异常了。只读操作可以重试,幂等写操作可以重试,但是非幂等写操作不能重试,重试可能导致脏写,或产生重复数据。 @Recover 注解在使用时无法指定方法,如果一个类中多个重试方法,就会很麻烦。 spring-retry 结构 BackOff:补偿值,一般指失败后多久进行重试的延迟值。 Sleeper:暂停应用的工具,通常用来应用补偿值。 RetryState:重试状态,通常包含一个重试的键值。 RetryCallback:封装你需要重试的业务逻辑(上文中的doSth) RecoverCallback:封装了多次重试都失败后你需要执行的业务逻辑(上文中的doSthWhenStillFail) RetryContext:重试语境下的上下文,代表了能被重试动作使用的资源。可用于在多次Retry或者Retry 和Recover之间传递参数或状态(在多次doSth或者doSth与doSthWhenStillFail之间传递参数) RetryOperations: 定义了“重试”的模板(重试的API),要求传入RetryCallback,可选传入RecoveryCallback; RetryTemplate :RetryOperations的具体实现,组合了RetryListener[],BackOffPolicy,RetryPolicy。 RetryListener:用来监控Retry的执行情况,并生成统计信息。 RetryPolicy:重试的策略或条件,可以简单的进行多次重试,可以是指定超时时间进行重试(上文中的someCondition),决定失败能否重试。 BackOffPolicy: 重试的回退策略,在业务逻辑执行发生异常时。如果需要重试,我们可能需要等一段时间(可能服务器过于繁忙,如果一直不间隔重试可能拖垮服务器),当然这段时间可以是0,也可以是固定的,可以是随机的(参见tcp的拥塞控制算法中的回退策略)。回退策略在上文中体现为wait(); RetryPolicy提供了如下策略实现: NeverRetryPolicy:只允许调用RetryCallback一次,不允许重试; AlwaysRetryPolicy:允许无限重试,直到成功,此方式逻辑不当会导致死循环; SimpleRetryPolicy:固定次数重试策略,默认重试最大次数为3次,RetryTemplate默认使用的策略; TimeoutRetryPolicy:超时时间重试策略,默认超时时间为1秒,在指定的超时时间内允许重试; CircuitBreakerRetryPolicy:有熔断功能的重试策略,需设置3个参数openTimeout、resetTimeout和delegate delegate:是真正判断是否重试的策略,当重试失败时,则执行熔断策略;应该配置基于次数的SimpleRetryPolicy或者基于超时的TimeoutRetryPolicy策略,且策略都是全局模式,而非局部模式,所以要注意次数或超时的配置合理性。 openTimeout:openWindow,配置熔断器电路打开的超时时间,当超过openTimeout之后熔断器电路变成半打开状态(主要有一次重试成功,则闭合电路); resetTimeout:timeout,配置重置熔断器重新闭合的超时时间 CompositeRetryPolicy:组合重试策略,有两种组合方式,乐观组合重试策略是指只要有一个策略允许重试即可以,悲观组合重试策略是指只要有一个策略不允许重试即可以,但不管哪种组合方式,组合中的每一个策略都会执行。 BackOffPolicy 提供了如下策略实现: NoBackOffPolicy:无退避算法策略,即当重试时是立即重试; FixedBackOffPolicy:固定时间的退避策略,需设置参数sleeper(指定等待策略,默认是Thread.sleep,即线程休眠)、backOffPeriod(休眠时间,默认1秒); UniformRandomBackOffPolicy:随机时间退避策略,需设置sleeper、minBackOffPeriod、maxBackOffPeriod,该策略在[minBackOffPeriod,maxBackOffPeriod之间取一个随机休眠时间,minBackOffPeriod默认500毫秒,maxBackOffPeriod默认1500毫秒; ExponentialBackOffPolicy:指数退避策略,需设置参数sleeper、initialInterval、maxInterval和multiplier。initialInterval指定初始休眠时间,默认100毫秒,maxInterval指定最大休眠时间,默认30秒,multiplier指定乘数,即下一次休眠时间为当前休眠时间*multiplier; ExponentialRandomBackOffPolicy:随机指数退避策略,引入随机乘数,固定乘数可能会引起很多服务同时重试导致DDos,使用随机休眠时间来避免这种情况。 RetryTemplate主要流程实现: 复制代码 //示例一 public void upload(final Map<String, Object> map) throws Exception { // 构建重试模板实例 RetryTemplate retryTemplate = new RetryTemplate(); // 设置重试策略,主要设置重试次数 SimpleRetryPolicy policy =         new SimpleRetryPolicy(3, Collections.<Class<? extends Throwable>, Boolean> singletonMap(Exception.class, true)); // 设置重试回退操作策略,主要设置重试间隔时间 FixedBackOffPolicy fixedBackOffPolicy = new FixedBackOffPolicy(); fixedBackOffPolicy.setBackOffPeriod(100); retryTemplate.setRetryPolicy(policy); retryTemplate.setBackOffPolicy(fixedBackOffPolicy); // 通过RetryCallback 重试回调实例包装正常逻辑逻辑,第一次执行和重试执行执行的都是这段逻辑 final RetryCallback<Object, Exception> retryCallback = new RetryCallback<Object, Exception>() { //RetryContext 重试操作上下文约定,统一spring-try包装 public Object doWithRetry(RetryContext context) throws Exception { System.out.println("do some thing"); Exception e = uploadToOdps(map); System.out.println(context.getRetryCount()); throw e;//这个点特别注意,重试的根源通过Exception返回 } }; // 通过RecoveryCallback 重试流程正常结束或者达到重试上限后的退出恢复操作实例 final RecoveryCallback recoveryCallback = new RecoveryCallback() { public Object recover(RetryContext context) throws Exception { System.out.println("do recory operation"); return null; } }; try { // 由retryTemplate 执行execute方法开始逻辑执行 retryTemplate.execute(retryCallback, recoveryCallback); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } //示例二 protected <T, E extends Throwable> T doExecute(RetryCallback<T, E> retryCallback,RecoveryCallback recoveryCallback,   RetryState state) throws E, ExhaustedRetryException { //重试策略 RetryPolicy retryPolicy = this.retryPolicy; //退避策略 BackOffPolicy backOffPolicy = this.backOffPolicy; //重试上下文,当前重试次数等都记录在上下文中 RetryContext context = open(retryPolicy, state); try { //拦截器模式,执行RetryListener#open boolean running = doOpenInterceptors(retryCallback, context); //判断是否可以重试执行 while (canRetry(retryPolicy, context) && !context.isExhaustedOnly()) { try {//执行RetryCallback回调 return retryCallback.doWithRetry(context); } catch (Throwable e) {//异常时,要进行下一次重试准备 //遇到异常后,注册该异常的失败次数 registerThrowable(retryPolicy, state, context, e); //执行RetryListener#onError doOnErrorInterceptors(retryCallback, context, e); //如果可以重试,执行退避算法,比如休眠一小段时间后再重试 if (canRetry(retryPolicy, context) && !context.isExhaustedOnly()) { backOffPolicy.backOff(backOffContext); } //state != null && state.rollbackFor(context.getLastThrowable()) //在有状态重试时,如果是需要执行回滚操作的异常,则立即抛出异常 if (shouldRethrow(retryPolicy, context, state)) { throw RetryTemplate. wrapIfNecessary(e); } } //如果是有状态重试,且有GLOBAL_STATE属性,则立即跳出重试终止;       //当抛出的异常是非需要执行回滚操作的异常时,才会执行到此处,CircuitBreakerRetryPolicy会在此跳出循环; if (state != null && context.hasAttribute(GLOBAL_STATE)) { break; } } //重试失败后,如果有RecoveryCallback,则执行此回调,否则抛出异常 return handleRetryExhausted(recoveryCallback, context, state); } catch (Throwable e) { throw RetryTemplate. wrapIfNecessary(e); } finally { //清理环境 close(retryPolicy, context, state, lastException == null || exhausted); //执行RetryListener#close,比如统计重试信息 doCloseInterceptors(retryCallback, context, lastException); } } 复制代码 有状态or无状态 无状态重试,是在一个循环中执行完重试策略,即重试上下文保持在一个线程上下文中,在一次调用中进行完整的重试策略判断。如远程调用某个查询方法时是最常见的无状态重试: 复制代码 RetryTemplate template = new RetryTemplate(); //重试策略:次数重试策略 RetryPolicy retryPolicy = new SimpleRetryPolicy(3); template.setRetryPolicy(retryPolicy); //退避策略:指数退避策略 ExponentialBackOffPolicy backOffPolicy = new ExponentialBackOffPolicy(); backOffPolicy.setInitialInterval(100); backOffPolicy.setMaxInterval(3000); backOffPolicy.setMultiplier(2); backOffPolicy.setSleeper(new ThreadWaitSleeper()); template.setBackOffPolicy(backOffPolicy); //当重试失败后,抛出异常 String result = template.execute(new RetryCallback<String, RuntimeException>() { @Override public String doWithRetry(RetryContext context) throws RuntimeException { throw new RuntimeException("timeout"); } }); //当重试失败后,执行RecoveryCallback String result = template.execute(new RetryCallback<String, RuntimeException>() { @Override public String doWithRetry(RetryContext context) throws RuntimeException { System.out.println("retry count:" + context.getRetryCount()); throw new RuntimeException("timeout"); } }, new RecoveryCallback () { @Override public String recover(RetryContext context) throws Exception { return "default"; } }); 复制代码 有状态重试,有两种情况需要使用有状态重试,事务操作需要回滚、熔断器模式。 事务操作需要回滚场景时,当整个操作中抛出的是数据库异常DataAccessException,则不能进行重试需要回滚,而抛出其他异常则可以进行重试,可以通过RetryState实现: 复制代码 //当前状态的名称,当把状态放入缓存时,通过该key查询获取 Object key = "mykey"; //是否每次都重新生成上下文还是从缓存中查询,即全局模式(如熔断器策略时从缓存中查询) boolean isForceRefresh = true; //对DataAccessException进行回滚 BinaryExceptionClassifier rollbackClassifier = new BinaryExceptionClassifier(Collections.<Class<? extends Throwable>>singleton(DataAccessException.class)); RetryState state = new DefaultRetryState(key, isForceRefresh, rollbackClassifier); String result = template.execute(new RetryCallback<String, RuntimeException>() { @Override public String doWithRetry(RetryContext context) throws RuntimeException { System.out.println("retry count:" + context.getRetryCount()); throw new TypeMismatchDataAccessException(""); } }, new RecoveryCallback () { @Override public String recover(RetryContext context) throws Exception { return "default"; } }, state); 复制代码 RetryTemplate中在有状态重试时,回滚场景时直接抛出异常处理代码: //state != null && state.rollbackFor(context.getLastThrowable()) //在有状态重试时,如果是需要执行回滚操作的异常,则立即抛出异常 if (shouldRethrow(retryPolicy,context, state)) { throw RetryTemplate. wrapIfNecessary(e); } 熔断器场景。在有状态重试时,且是全局模式,不在当前循环中处理重试,而是全局重试模式(不是线程上下文),如熔断器策略时测试代码如下所示。 复制代码 RetryTemplate template = new RetryTemplate(); CircuitBreakerRetryPolicy retryPolicy = new CircuitBreakerRetryPolicy(new SimpleRetryPolicy(3)); retryPolicy.setOpenTimeout(5000); retryPolicy.setResetTimeout(20000); template.setRetryPolicy(retryPolicy); for (int i = 0; i < 10; i++) { try { Object key = "circuit"; boolean isForceRefresh = false; RetryState state = new DefaultRetryState(key, isForceRefresh); String result = template.execute(new RetryCallback<String, RuntimeException>() { @Override public String doWithRetry(RetryContext context) throws RuntimeException { System.out.println("retry count:" + context.getRetryCount()); throw new RuntimeException("timeout"); } }, new RecoveryCallback () { @Override public String recover(RetryContext context) throws Exception { return "default"; } }, state); System.out.println(result); } catch (Exception e) { System.out.println(e); } } 复制代码 为什么说是全局模式呢?我们配置了isForceRefresh为false,则在获取上下文时是根据key “circuit”从缓存中获取,从而拿到同一个上下文。 Object key = "circuit"; boolean isForceRefresh = false; RetryState state = new DefaultRetryState(key,isForceRefresh); 如下RetryTemplate代码说明在有状态模式下,不会在循环中进行重试。 if (state != null && context.hasAttribute(GLOBAL_STATE)) { break; } 判断熔断器电路是否打开的代码: 复制代码 public boolean isOpen() { long time = System.currentTimeMillis() - this.start; boolean retryable = this.policy.canRetry(this.context); if (!retryable) {//重试失败 //在重置熔断器超时后,熔断器器电路闭合,重置上下文 if (time > this.timeout) { this.context = createDelegateContext(policy, getParent()); this.start = System.currentTimeMillis(); retryable = this.policy.canRetry(this.context); } else if (time < this.openWindow) { //当在熔断器打开状态时,熔断器电路打开,立即熔断 if ((Boolean) getAttribute(CIRCUIT_OPEN) == false) { setAttribute(CIRCUIT_OPEN, true); } this.start = System.currentTimeMillis(); return true; } } else {//重试成功 //在熔断器电路半打开状态时,断路器电路闭合,重置上下文 if (time > this.openWindow) { this.start = System.currentTimeMillis(); this.context = createDelegateContext(policy, getParent()); } } setAttribute(CIRCUIT_OPEN, !retryable); return !retryable; } 复制代码 从如上代码可看出spring-retry的熔断策略相对简单: 当重试失败,且在熔断器打开时间窗口[0,openWindow) 内,立即熔断; 当重试失败,且在指定超时时间后(>timeout),熔断器电路重新闭合; 在熔断器半打开状态[openWindow, timeout] 时,只要重试成功则重置上下文,断路器闭合。 注解介绍 @EnableRetry 表示是否开始重试。 序号 属性 类型 默认值 说明 1 proxyTargetClass boolean false 指示是否要创建基于子类的(CGLIB)代理,而不是创建标准的基于Java接口的代理。当proxyTargetClass属性为true时,使用CGLIB代理。默认使用标准JAVA注解 @Retryable 标注此注解的方法在发生异常时会进行重试 序号 属性 类型 默认值 说明 1 interceptor String ”” 将 interceptor 的 bean 名称应用到 retryable() 2 value class[] {} 可重试的异常类型 3 include class[] {} 和value一样,默认空,当exclude也为空时,所有异常都重试 4 exclude class[] {} 指定异常不重试,默认空,当include也为空时,所有异常都重试 5 label String ”” 统计报告的唯一标签。如果没有提供,调用者可以选择忽略它,或者提供默认值。 6 maxAttempts int 3 尝试的最大次数(包括第一次失败),默认为3次。 7 backoff @Backoff @Backoff() 重试补偿机制,指定用于重试此操作的backoff属性。默认为空 @Backoff 不设置参数时,默认使用FixedBackOffPolicy(指定等待时间),重试等待1000ms 序号 属性 类型 默认值 说明 1 delay long 0 指定延迟后重试 ,如果不设置则默认使用 1000 milliseconds 2 maxDelay long 0 最大重试等待时间 3 multiplier long 0 指定延迟的倍数,比如delay=5000l,multiplier=2时,第一次重试为5秒后,第二次为10秒,第三次为20秒(大于0生效) 4 random boolean false 随机重试等待时间 @Recover 用于恢复处理程序的方法调用的注释。返回类型必须与@retryable方法匹配。 可抛出的第一个参数是可选的(但是没有它的方法只会被调用)。 从失败方法的参数列表按顺序填充后续的参数。 用于@Retryable重试失败后处理方法,此注解注释的方法参数一定要是@Retryable抛出的异常,否则无法识别,可以在该方法中进行日志处理。 说明: 使用了@Retryable的方法不能在本类被调用,不然重试机制不会生效。也就是要标记为@Service,然后在其它类使用@Autowired注入或者@Bean去实例才能生效。 要触发@Recover方法,那么在@Retryable方法上不能有返回值,只能是void才能生效。 使用了@Retryable的方法里面不能使用try...catch包裹,要在发放上抛出异常,不然不会触发。 在重试期间这个方法是同步的,如果使用类似Spring Cloud这种框架的熔断机制时,可以结合重试机制来重试后返回结果。 Spring Retry不只能注入方式去实现,还可以通过API的方式实现,类似熔断处理的机制就基于API方式实现会比较宽松。 转载于:https://www.cnblogs.com/whatarewords/p/10656514.html

养狐狸的猫 2019-12-02 02:11:54 0 浏览量 回答数 0

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Swift2.0到底「新」在哪?

忆远0711 2019-12-01 21:30:17 8367 浏览量 回答数 0
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