[享学Netflix] 三十、Hystrix的fallback回退/降级逻辑源码解读

2020-03-18 19:42:26 浏览数 (1)

总有一个人要赢，为什么不是我呢？ 代码下载地址：https://github.com/f641385712/netflix-learning

目录
  • 前言
  • 正文
    • getFallbackOrThrowException() 源码解读
      • fallback函数执行成功or执行失败的处理
    • getFallbackOrThrowException回退步骤文字总结
  • 总结
    • 声明

前言

我们知道Hystrix是一个限流、降级容错框架，它能很好的保护我们的接口、应用。这很大程度上得益于它提供了fallback机制：回退（也叫降级）。

本文所讲述的fallabck机制是xxxCommand系列的fallback实现，它是我们主要的使用方式。由于很多小伙伴并不清楚什么时候会触发fallabck，以及常问的fallabck后到底发生了什么呢？本文就带你一起深入了解Hystrix的fallback回退逻辑源码解读部分，从根本上掌握Hystrix回退处理逻辑。

正文

xxxCommand系列正常的执行逻辑、以及出现异常的回退逻辑均在HystrixCommand和HystrixObservableCommand二者的抽象父类AbstractCommand里实现的。而对fallback的所有执行逻辑便在方法getFallbackOrThrowException()里，下面我们来一探究竟。

getFallbackOrThrowException() 源码解读

该方法是AbstractCommand的一个私有方法，语义是：执行fallabck回滚或者抛出异常（一般为HystrixRuntimeException异常类型，当然不是绝对的）。

值得注意的是：若执行到了这一步，Hystrix它能100%保证无论如何都能尽快把你的请求掐断，避免系统被拖死。虽然Hystrix它建议你不要在getFallback()里面写耗时的阻塞的（比如请求网络）逻辑，但是建议归建议，但还是可能有人不这么做怎么办呢？所以fallbackSemaphoreOverride信号量的作用：专门用于fallabck的信号量控制，决不让其堆积请求。

需要注意的是：调用此方法必传一个Exception，因为Hystrix认为执行进入到这里肯定是发生了一个异常才行的。

代码语言：javascript复制
AbstractCommand：

	// _cmd：命令对象
	// eventType：事件类型
	// failureType：失败类型枚举（BAD_REQUEST_EXCEPTION...） 见下面枚举定义
	// message：失败的消息。如timed-out、failed、short-circuited等
	// Exception：导致失败的异常（一定只有异常才能导致失败），如java.util.concurrent.TimeoutException
	private Observable<R> getFallbackOrThrowException(
		AbstractCommand<R> _cmd, HystrixEventType eventType, 
		FailureType failureType, String message, 
		Exception originalException) {
	
		// 因为fallabck也是在线程池里面执行，所以也是需要传递数据的
		HystrixRequestContext requestContext = HystrixRequestContext.getContextForCurrentThread();
		// 统计相关事件的次数：详见事件计数器
		executionResult = executionResult.addEvent((int) latency, eventType);
		...
		// 如果异常类型是ExceptionNotWrappedByHystrix类型
		if (shouldNotBeWrapped(originalException)){
			... // 触发executionHook.onError()动作
			return Observable.error(e);
		// 是否是不可恢复的异常类型：比如StackOverflowError/VirtualMachineError...
		// 因为并不是所有的Error都不会恢复，所以这里例举出来。如果是不可恢复的错误，就包装一下抛出
		} else if (isUnrecoverable(originalException)) {
			...
			// 若是不可恢复错误，转未HystrixRuntimeException异常抛出
			return Observable.error(new HystrixRuntimeException(failureType, ... );
		} else {
			// 若是可自己恢复的Error，如IOError，那就输入一句日志即可
			if (isRecoverableError(originalException)) { ... }

			// =======普通异常类型（比如NPE之类的），那就开始执行fallabck函数========
			if (properties.fallbackEnabled().get()) { // 显然默认是开启的，不建议关闭它
				// 若你没指定，默认使用的是TryableSemaphoreActual 10个信号量
				// 你可以通过fallbackIsolationSemaphoreMaxConcurrentRequests指定这个值
				// 该信号量用于杜绝你的fallabck还非常耗时的case，以防万一
				TryableSemaphore fallbackSemaphore = getFallbackSemaphore();

				...
				// 最终return的可观察对象
				// getFallbackObservable是个抽象方法，由子类提供
				// 比如command它就是使用Observable.just(getFallback())把任意对象转换为Observable
				// 当然它是个defer的Observable
				Observable<R> fallbackExecutionChain;
				// 若还有信号量资源就继续执行（否则会会做异常处理，见下面）
				if (fallbackSemaphore.tryAcquire()) { 
					// 用户是否自定义了fallabck函数
					// 也就是是否重写了getFallabck()方法嘛
					if (isFallbackUserDefined()) { 
						... // executionHook.onFallbackStart(this);
						fallbackExecutionChain = getFallbackObservable();
					} else { // 区别是：若没有复写这个方法，就不会触发onFallbackStart()动作
						fallbackExecutionChain = getFallbackObservable();
					}
					// 绑定固定的处理函数
					return fallbackExecutionChain
								// 作用于每个iter身上：setRequestContextIfNeeded(requestContext);
								// 确保上下文是同一个，数据是通的
			                    .doOnEach(setRequestContext)
			                    // 主要是为了触发executionHook相关回调
			                    .lift(new FallbackHookApplication(_cmd))
			                    .lift(new DeprecatedOnFallbackHookApplication(_cmd))
			                    // 发布事件：HystrixEventType.FALLBACK_EMIT
			                    // executionResult.addEvent(HystrixEventType.FALLBACK_EMIT)
			                    .doOnNext(markFallbackEmit)
			                    // 完成了。发布事件：HystrixEventType.FALLBACK_SUCCESS
			                    // 证明fallabck成功
			                    .doOnCompleted(markFallbackCompleted)
			                    // fallabck失败（出现异常了），发布事件
			                    // HystrixEventType.FALLBACK_MISSING、FALLBACK_FAILURE
			                    .onErrorResumeNext(handleFallbackError)
			                    // 释放信号量：fallbackSemaphore.release();
			                    .doOnTerminate(singleSemaphoreRelease)
			                    // fallbackSemaphore.release();
			                    .doOnUnsubscribe(singleSemaphoreRelease);
				} else { // 此else对应逻辑：信号量不够的情况
					return handleFallbackRejectionByEmittingError();
				}
			} else { // 此else对应逻辑：properties禁用了fallabck的情况
				return handleFallbackDisabledByEmittingError(originalException, failureType, message);
			}
		}
	}


// 定义失败枚举：一个7种类型
HystrixRuntimeException：
    public static enum FailureType {
        BAD_REQUEST_EXCEPTION, COMMAND_EXCEPTION, TIMEOUT, SHORTCIRCUIT, REJECTED_THREAD_EXECUTION, REJECTED_SEMAPHORE_EXECUTION, REJECTED_SEMAPHORE_FALLBACK
    }
fallback函数执行成功or执行失败的处理

针对以上fallbackExecutionChain被观察对象的执行，还需注意关心它的执行成功or失败，需要做对应的处理：

  • .doOnNext(markFallbackEmit)：没发射一个数据（执行fallabck方法之前），给事件计数executionResult.addEvent(HystrixEventType.FALLBACK_EMIT)
  • doOnCompleted(markFallbackCompleted)：正常执行完成（fallabck未抛出异常）时，记录结果事件executionResult.addEvent((int) latency, HystrixEventType.FALLBACK_SUCCESS)
  • .onErrorResumeNext(handleFallbackError)：若执行fallabck时候发生错误（重点），就执行如下逻辑：
代码语言：javascript复制
	// 若异常类型是该类型（比如你使用HystrixCommand，但没重写getFallabck()方法，执行就抛出此异常）
	// 就包装为HystrixRuntimeException给你抛出
	// 并且有你熟悉的抛错消息： message   " and no fallback available."
	if (fe instanceof UnsupportedOperationException) {
		...
		// 记录结果：事件类型是FALLBACK_MISSING
		executionResult.addEvent((int) latency, HystrixEventType.FALLBACK_MISSING);
		return Observable.error(new HystrixRuntimeException(failureType, ...);
	} else { // 你的fallabck方法里抛出了其它异常
		...
		// 记录事件，此时事件类型是Fallabck执行失败FALLBACK_FAILURE
		executionResult.addEvent((int) latency, HystrixEventType.FALLBACK_FAILURE);
		return Observable.error(new HystrixRuntimeException(failureType ...  message   " and fallback failed." ...);
	}

对于fallabck执行失败的case，请注意错误消息and no fallback available.和and fallback failed.的区别。前者是木有提供fallback函数，后者是提供了但是执行时抛错了（fallback函数里都出错了也是人才）。

另外，源码处有两个else逻辑此处也给个简要描述：

  • 如果properties.fallbackEnabled() = false显示禁用了fallabck功能，最终会触发handleFallbackDisabledByEmittingError()方法（此为唯一调用处）：
代码语言：javascript复制
AbstractCommand：

	private Observable<R> handleFallbackDisabledByEmittingError(Exception underlying, FailureType failureType, String message) {
		... // 触发executionHook.onError动作
		// 转换为一个HystrixRuntimeException抛出
		return Observable.error(new HystrixRuntimeException(failureType, ... " and fallback disabled." ... );
	}
  • 如果执行fallabck时请求信号量资源不够用了，那么执行handleFallbackRejectionByEmittingError()方法（此处为唯一调用处）：
代码语言：javascript复制
AbstractCommand：

	private Observable<R> handleFallbackRejectionByEmittingError() {
		...
		// 这里记录了结果哦。统计对应事件的次数(毕竟出现此case的数据还是蛮有意义的)
		executionResult = executionResult.addEvent((int) latencyWithFallback, HystrixEventType.FALLBACK_REJECTION);
		return Observable.error(new HystrixRuntimeException(FailureType.REJECTED_SEMAPHORE_FALLBACK,... " fallback execution rejected." ...);
    }

总的来说，出现以上两种else情况，最终的效果均是抛出一个HystrixRuntimeException异常。这是Hystrix对fallback处理的全部逻辑，那么，针对其正常的回退步骤，下面用一个文字版步骤总结。

getFallbackOrThrowException回退步骤文字总结

首先需要明确：执行此fallabck步骤肯定是发生了Exception异常的（当然有可能是Error错误），所以异常类型很关键，此处用e来表示源生异常类型（如目标方法自己产生的NPE）。

  1. 若e不需要被包装，那就不用使用HystrixRuntimeException去包它了，直接返回：Observable.error(e);
    1. ExceptionNotWrappedByHystrix是个标记接口：若你的异常类型实现了此接口，那么抛出此类型的异常将不会再被 HystrixRuntimeException包起来了
  2. 若e是不可恢复的异常类型如：StackOverflowError/VirtualMachineError/ThreadDeath/LinkageError，那就直接包装为HystrixRuntimeException类型抛出。
  3. 到这一步，e的类型“过关”了，着手执行fallabck逻辑。若禁用了fallabck，就执行handleFallbackDisabledByEmittingError()方法 -> 抛出HystrixRuntimeException异常，否则继续。
  4. 准备执行fallabck函数，先请求fallabck专用的信号量。若无资源了，那就执行handleFallbackRejectionByEmittingError()犯法 -> 抛出HystrixRuntimeException异常，否则继续。否则继续
  5. 通过抽象方法getFallbackObservable()拿到被观察对象Observable<R>，然后便可开始执行目标fallabck函数了。其中执行目标fallback函数时分为成功or失败。
    1. 成功： 执行doOnCompleted放，整成记录FALLBACK_SUCCESS事件到结果即可
    2. 失败：分为未提供fallabck函数和fallback函数内部抛出了异常两种case -> 均抛出HystrixRuntimeException异常，对应异常消息是著名的：and no fallback available.和and fallback failed.。

总结

关于Hystrix的fallback回退逻辑源码解读就介绍到这了，本文主要介绍了AbstractCommand#getFallbackOrThrowException的执行逻辑以及源码分析，相信你已经对Hystrix是如何调用目标fallback函数以及执行目标fallback函数时若发生异常时的处理有了一定的认识，但是你或许还会关注一个重点：什么时候会触发fallabck回退呢？

abstract case exception execution hystrix

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