Polly 熔断策略

2023-08-28 11:11:04

熔断策略主要以 CircuitBreaker 来完成、

工作原理

熔断器可以被看作为一个主要含有三个状态的状态机

如果以电路开关来看：

开关闭合对应 CLOSED 状态，开关打开对应 OPEN 状态，而 HALF OPEN 只是为了过渡处理过程中的状态变化

OPEN 状态， FLOW 不通
CLOSED 状态， FLOW 正常

CLOSED

熔断器的初始状态就是 CLOSED，当熔断器状态为 CLOSED 的时候：

所有通过策略的操作将会被执行，熔断器也会记录这些操作的失败与成功
如果通过策略执行的操作失败数到达某个设置的阈值，熔断器将会被熔断，即状态变更为 OPEN 。
- CircuitBreaker 会在 N 次连续的操作失败被熔断
- AdvancedCircuitBreaker 的熔断取决于失败比率
对于改变熔断器状态的操作，此操作产生的原始 exception 将会被抛出，而熔断器的状态将会变更为 OPEN

OPEN

当熔断器状态为 OPEN 的时候：

所有通过策略的操作都不会被执行
调用方会立刻被返回 BrokenCircuitException 异常
- BrokenCircuitException 将包含最后试熔断器状态改变操作抛出的异常作为 InnerException
熔断器打开之后，会持续 durationOfBreak 参数配置的时间。在此时间结束之后，当下一个经过策略的操作执行或者当 CircuitState 熔断器状态被查询的时候，熔断器的状态会变更为 HALF OPEN。

HALF OPEN

当熔断器状态为 HALF OPEN 的时候：

下一个经过策略的操作将会被视作测试，用来检查熔断器的健康状态
- 如果该操作执行的时候已经超过了 durationOfBreak 设置的熔断时间，则执行操作。熔断器在每次熔断的期间内 durationOfBreak，只允许有一次尝试操作。所有其他在 HALF OPEN 状态的操作都会被拒绝执行，并抛出 BrokenCircuitException 。
传入 Execute() （或类似重载）的委托方法将被尝试调用
- 如果调用抛出了已处理的异常，原本的异常将会被再次抛出，并且熔断器的状态会立即变更为 OPEN，持续 durationOfBreak 配置的时间。
- 如果此操作未抛出异常，则熔断器状态变更为 CLOSED

流程图

Circuit Breaker

public static void TryBasic()

{

    var breaker = Policy

        // 设置熔断器处理的异常类型

        .Handle<Exception>()

        // 设置异常阈值 3 ，熔断持续时间 5.5 秒

        .CircuitBreaker(3, TimeSpan.FromSeconds(5.5),

                        (e, state, tspan, context)=>

                        {

                            Console.WriteLine($"OnBreak: state: {state} \r\n ex: {e.Message}");

                        },

                        context =>

                        {

                            Console.WriteLine("onReset");

                        },

                        ()=>

                        {

                            Console.WriteLine("onHalfOpen");

                        });

    var random = new Random();

    var obj = Policy<object>

        .Handle<Exception>()

        .WaitAndRetryForever(

        (times, tspan) => TimeSpan.FromSeconds(1),

        (res, times, tspan, c) =>

        {

            Console.WriteLine($"retry: {times}, breaker state: {breaker.CircuitState}");

        })

        // 组合重试与熔断策略

        .Wrap(breaker)

        .Execute(() =>

                 {

                     var val = random.Next(1, 100);

                     Console.WriteLine($"called:{val}");

                     switch (val % 9)

                     {

                         case 0:

                             return "Success";

                         default:

                             throw new Exception($"error val: {val}");

                     }

                 });

    Console.WriteLine(obj);

}

输出：

熔断器初始化状态为 CLOSED，在产生三次异常之后，触发 OnBreak 回调，状态也变更为了 OPEN，

在上面我们设置的熔断持续时间结束后，状态变更为了 HALF OPEN，由重试策略执行了一次 Execute ,

called: 20

因为由引发了一次异常，导致 CircuitBreaker 再次熔断，状态变更为 OPEN，与流程图一致。

AdvancedCircuitBreaker

public static void TryAdvanced()

        {

            var breaker = Policy

                .Handle<Exception>()

                // 设置高级熔断器

                .AdvancedCircuitBreaker(

                // 设置超过30%的失败率则熔断

                failureThreshold: 0.8,

                // 10 秒做一次采样

                samplingDuration: TimeSpan.FromSeconds(10),

                // 在采样时间内最小吞吐量

                minimumThroughput: 5,

                // 熔断持续时间

                durationOfBreak: TimeSpan.FromSeconds(10),

                onBreak: (e, state, tspan, context) =>

                {

                    Console.WriteLine($"OnBreak: state: {state} \r\n ex: {e.Message}");

                },

                onReset: context =>

                {

                    Console.WriteLine("onReset");

                },

                onHalfOpen: () =>

                {

                    Console.WriteLine("onHalfOpen");

                });

            var random = new Random();

            var obj = Policy<object>

                .Handle<Exception>()

                .WaitAndRetryForever(

                (times, tspan) => TimeSpan.FromSeconds(1),

                (res, times, tspan, c) =>

                {

                    Console.WriteLine($"retry: {times}, breaker state: {breaker.CircuitState}");

                })

                .Wrap(breaker)

                .Execute(() =>

                {

                    var val = random.Next(1, 100);

                    Console.WriteLine($"called:{val}");

                    switch (val % 9)

                    {

                        case 0:

                            return "Success";

                        default:

                            throw new Exception($"error val: {val}");

                    }

                });

            Console.WriteLine(obj);

        }

输出：

将采样时间内 samplingDuration 异常次数除以设置最小吞吐量 minimumThroughput，得到失败率，若超过设置的 failureThreshold，则触发熔断。

注意

使用 Wrap 方法组合两个或更多策略一起监控 Execute 中执行的操作。

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