Netflix Hystrix — 应对复杂分布式系统中的延时和故障容错

  • Bienvenido David
  • 赵震一

2013 年 1 月 7 日

话题:Java语言 & 开发架构

Netflix 近日发布了Hystrix,该库旨在通过控制那些访问远程系统、服务和第三方库的节点,从而对延迟和故障提供更强大的容错能力。Hystrix 具备拥有回退机制和断路器功能的线程和信号隔离,请求缓存和请求打包(request collapsing,即自动批处理,译者注),以及监控和配置等功能。Hystrix 源于 Netflix API 团队在 2011 年启动的弹性工程工作,而目前它在 Netflix 每天处理着数百亿的隔离线程以及数千亿的隔离信号调用。Hystrix 是基于 Apache License 2.0 协议的开源的程序库,目前托管在GitHub上。

复杂分布式架构通常都具有很多依赖。如果一个应用不能对来自依赖的故障进行隔离,那该应用本身就处在被拖垮的风险中。在一个高流量的网站中,某个单一的后端一旦发生延迟,将会在数秒内导致所有应用资源被耗尽。

Hystrix 对来自依赖的延迟和故障进行防护和控制——这些依赖通常都是通过网络访问的。这样可以阻止故障的连锁反应,并允许你快速失败并迅速恢复,或者回退并优雅降级。

下面将显示 Hystrix 是如何工作的。你需要在 HystrixCommand 对象中对依赖调用进行包装。HystrixCommand 遵照命令模式,而且通常都是在一个单独的线程中执行。当一次调用耗时超过了预定义的阈值时,一个超时事件将发生。Hystrix 为每个依赖都维护着一个线程池(信号),如果线程池被耗尽它将拒绝请求(而不是让请求排队)。它提供断路器功能以阻止所有对某依赖的请求。当请求失败、被拒绝、超时或短路时,你也可以用代码实现回退的逻辑。Hystrix 同样支持请求缓存和请求打包。

这是 HystrixCommand 一个简单的 Hello World 实现。

public class HelloWorldCommand extends HystrixCommand {
    public HelloWorldCommand() {
        super(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("MyGroup"));
    }

    @Override
    protected String run() {
        return "Hello World";
    }

    @Override
    protected String getFallback() {
        return "Hello Fallback";
    }
}

出于对报告和提醒的目的,group 这个键用于对命令进行分组。可以通过添加 getFallback() 实现来达到优雅降级的目的,所有类型的故障都可以触发 getFallback(),比如异常,超时,线程池(信号)拒绝和断路器短路。Hystrix 命令可以用 execute() 方法同步(synchronously)执行。

String s = new HelloWorldCommand().execute();

Hystrix 命令也可以用 queue() 方法异步(asynchronously)执行。

java.util.concurrent.Future future = new HelloWorldCommand().queue();
String s = future.get();

Hystrix 使用舱壁模式(bulkhead pattern)来隔离依赖和限制并发访问。每个依赖使用独立的线程池以保证并发请求是受约束的。底层执行的延迟将只会在对应线程池中耗尽所有的可用线程。使用信号来取代线程池也是一种选择,这样可以进行降载(load shedding)而非超时。针对使用线程池处理依赖这一方式的利弊的深度讨论,请进一步阅读 Hystrix 隔离性是如何工作的

Hystrix 提供了一个监控的控制面板,该面板和 Netflix 内部使用的是一模一样的。 Hystrix 控制面板提供了近实时的监控,提醒和操作控制。它显示成功,故障(由客户端抛出的异常),超时和线程拒绝。用户可以动态的修改配置,比如手动短路某个依赖。

想要开始使用 Hystrix 的话,请访问 Hystrix 的文档http://github.com/Netflix/Hystrix/wiki,这里包含了入门指南使用方法。你需要安装 Java6 或更新版本的 Java。Maven 用户可以查找 Maven 工件:com.netflix.hystrix hystrix-core。更多的信息,请阅读Netflix API 性能和故障容错介绍以及官方的Hystrix FAQ。需要注意的是在本文撰写时,Hystrix 对异步依赖的支持尚未被实现。

查看英文原文Netflix Hystrix - Latency and Fault Tolerance for Complex Distributed Systems


感谢杨赛对本文的审校。

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