熔断降级规则

熔断降级规则用于保护系统免受慢调用和异常的影响。本节将学习如何配置和使用熔断降级规则。

本章节内容参考官方文档顺序： 根据 Sentinel 官方文档 - Circuit Breaking，官方文档按照以下顺序讲解：

1. Circuit Breaking Overview（熔断降级概览）
2. Slow Call Ratio（慢调用比例）
3. Exception Ratio（异常比例）
4. Exception Count（异常数）
5. Circuit Breaker States（熔断器状态）
6. Fallback Handling（降级处理）

本节将学习：慢调用比例、异常比例、异常数、熔断策略，以及降级处理。

在商城项目中配置熔断降级

场景：订单服务调用支付服务熔断

业务场景：

• 订单服务调用支付服务处理支付
• 如果支付服务响应慢或异常，应该熔断
• 熔断后返回降级响应，避免影响订单服务

步骤1：在订单服务中配置熔断规则

文件路径： mall-microservices/order-service/src/main/java/com/mall/orderservice/config/SentinelConfig.java

package com.mall.orderservice.config;

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.RuleConstant;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeRuleManager;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import javax.annotation.PostConstruct;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

@Configuration
public class SentinelConfig {
    
    @PostConstruct
    public void initDegradeRules() {
        List<DegradeRule> rules = new ArrayList<>();
        
        // 订单服务调用支付服务：慢调用比例熔断
        DegradeRule paymentRule = new DegradeRule();
        paymentRule.setResource("paymentService:createPayment");
        paymentRule.setGrade(RuleConstant.DEGRADE_GRADE_RT);
        paymentRule.setCount(1000); // 慢调用阈值：1秒
        paymentRule.setTimeWindow(10); // 熔断时长：10秒
        paymentRule.setMinRequestAmount(5); // 最小请求数：5
        paymentRule.setSlowRatioThreshold(0.5); // 慢调用比例：50%
        rules.add(paymentRule);
        
        DegradeRuleManager.loadRules(rules);
    }
}

慢调用比例

在订单服务中的应用

场景：支付服务响应慢时熔断

配置说明：

• 慢调用阈值：1000ms（1秒）
• 时间窗口：10秒内统计
• 最小请求数：至少5个请求才开始统计
• 慢调用比例：50%（如果50%的请求超过1秒，触发熔断）

熔断效果：

• 触发熔断后，10秒内所有请求直接降级
• 10秒后进入半开状态，尝试一个请求
• 如果请求成功，关闭熔断；如果失败，继续熔断

异常比例

在订单服务中的应用

场景：支付服务异常率高时熔断

文件路径： mall-microservices/order-service/src/main/java/com/mall/orderservice/config/SentinelConfig.java

@PostConstruct
public void initDegradeRules() {
    List<DegradeRule> rules = new ArrayList<>();
    
    // 异常比例熔断：支付服务异常率超过50%时熔断
    DegradeRule exceptionRatioRule = new DegradeRule();
    exceptionRatioRule.setResource("paymentService:createPayment");
    exceptionRatioRule.setGrade(RuleConstant.DEGRADE_GRADE_EXCEPTION_RATIO);
    exceptionRatioRule.setCount(0.5); // 异常比例：50%
    exceptionRatioRule.setTimeWindow(10); // 熔断时长：10秒
    exceptionRatioRule.setMinRequestAmount(10); // 最小请求数：10
    rules.add(exceptionRatioRule);
    
    DegradeRuleManager.loadRules(rules);
}

使用场景：

• 支付服务出现大量异常时
• 异常比例超过阈值时触发熔断
• 保护订单服务不被异常影响

异常数

在订单服务中的应用

场景：支付服务异常数达到阈值时熔断

文件路径： mall-microservices/order-service/src/main/java/com/mall/orderservice/config/SentinelConfig.java

// 异常数熔断：10秒内异常数达到5个时熔断
DegradeRule exceptionCountRule = new DegradeRule();
exceptionCountRule.setResource("paymentService:createPayment");
exceptionCountRule.setGrade(RuleConstant.DEGRADE_GRADE_EXCEPTION_COUNT);
exceptionCountRule.setCount(5); // 异常数：5
exceptionCountRule.setTimeWindow(10); // 时间窗口：10秒
exceptionCountRule.setMinRequestAmount(5); // 最小请求数：5
rules.add(exceptionCountRule);

使用场景：

• 适用于请求量较小的场景
• 异常数达到阈值立即熔断
• 比异常比例更敏感

熔断策略

策略说明

熔断策略：

• Open：熔断开启，拒绝请求
• Half-Open：半开状态，尝试恢复
• Close：熔断关闭，正常处理

降级处理

在订单服务中实现降级处理

场景：支付服务不可用时，返回降级响应

文件路径： mall-microservices/order-service/src/main/java/com/mall/orderservice/feign/PaymentServiceClient.java

package com.mall.orderservice.feign;

import com.mall.orderservice.common.Result;
import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;

@FeignClient(
    name = "payment-service",
    fallback = PaymentServiceFallback.class
)
public interface PaymentServiceClient {
    
    @PostMapping("/api/payments")
    Result createPayment(@RequestBody PaymentCreateDTO paymentDTO);
}

文件路径： mall-microservices/order-service/src/main/java/com/mall/orderservice/feign/PaymentServiceFallback.java

package com.mall.orderservice.feign;

import com.mall.orderservice.common.Result;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class PaymentServiceFallback implements PaymentServiceClient {
    
    @Override
    public Result createPayment(PaymentCreateDTO paymentDTO) {
        // 降级处理：返回错误信息，但不抛出异常
        return Result.error("Payment service is temporarily unavailable, please try again later");
    }
}

使用 @SentinelResource 实现降级

文件路径： mall-microservices/order-service/src/main/java/com/mall/orderservice/service/impl/OrderServiceImpl.java

package com.mall.orderservice.service.impl;

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
import com.mall.orderservice.common.Result;
import com.mall.orderservice.entity.Order;
import com.mall.orderservice.feign.PaymentServiceClient;
import com.mall.orderservice.mapper.OrderMapper;
import com.mall.orderservice.service.OrderService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

@Service
public class OrderServiceImpl extends ServiceImpl<OrderMapper, Order> implements OrderService {
    
    @Autowired
    private PaymentServiceClient paymentServiceClient;
    
    @Override
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    @SentinelResource(
        value = "createOrderWithPayment",
        blockHandler = "createOrderBlockHandler",
        fallback = "createOrderFallback"
    )
    public Order createOrder(Order order) {
        // 1. 创建订单
        order.setOrderNo(generateOrderNo());
        order.setStatus(0);
        save(order);
        
        // 2. 调用支付服务创建支付订单
        PaymentCreateDTO paymentDTO = new PaymentCreateDTO();
        paymentDTO.setOrderId(order.getId());
        paymentDTO.setAmount(order.getPayAmount());
        
        Result paymentResult = paymentServiceClient.createPayment(paymentDTO);
        if (paymentResult == null || paymentResult.getCode() != 200) {
            throw new RuntimeException("Failed to create payment");
        }
        
        return order;
    }
    
    /**
     * 限流降级处理
     */
    public Order createOrderBlockHandler(Order order, BlockException ex) {
        throw new RuntimeException("Service is busy, please try again later");
    }
    
    /**
     * 异常降级处理
     */
    public Order createOrderFallback(Order order, Throwable ex) {
        // 降级处理：创建订单但不创建支付订单
        // 订单状态设置为"待支付"，用户可以稍后支付
        order.setOrderNo(generateOrderNo());
        order.setStatus(0); // 待支付
        save(order);
        return order;
    }
    
    private String generateOrderNo() {
        return "ORD" + System.currentTimeMillis() + UUID.randomUUID().toString().substring(0, 8).toUpperCase();
    }
}

降级处理策略

商城项目中的降级策略：

1. 支付服务降级：

   • 创建订单成功，但不创建支付订单
   • 订单状态为"待支付"
   • 用户可以稍后支付

2. 用户服务降级：

   • 如果用户服务不可用，使用缓存中的用户信息
   • 或者返回默认用户信息

3. 商品服务降级：

   • 如果商品服务不可用，使用订单中的商品信息（冗余字段）
   • 或者返回错误，但不影响订单创建流程

测试熔断降级

测试步骤

1. 启动所有服务：

# 启动 Nacos
cd mall-microservices/docker/nacos
docker-compose -f docker-compose-simple.yml up -d

# 启动 Sentinel 控制台
cd mall-microservices/docker/sentinel
docker-compose up -d

# 启动订单服务
cd mall-microservices/order-service
mvn spring-boot:run

2. 模拟支付服务慢响应：

在支付服务中添加延迟：

@PostMapping("/api/payments")
public Result createPayment(@RequestBody PaymentCreateDTO paymentDTO) {
    // 模拟慢响应
    try {
        Thread.sleep(2000); // 延迟2秒
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    // 正常处理逻辑...
}

3. 触发熔断：

• 快速发送多个创建订单请求
• 观察 Sentinel 控制台的熔断规则
• 验证降级处理是否生效

4. 验证降级响应：

• 熔断后，创建订单请求应该返回降级响应
• 订单创建成功，但支付订单创建失败
• 订单状态为"待支付"

官方资源

根据 Sentinel 熔断降级文档 和 Spring Cloud Alibaba Sentinel 集成文档：

1. 熔断降级规则：官方文档详细说明了 Sentinel 支持的三种熔断策略：慢调用比例、异常比例、异常数。文档强调，熔断器有三种状态：关闭（Closed）、开启（Open）、半开（Half-Open），并详细说明了状态转换的条件和机制。

2. 降级处理：官方文档说明了如何实现降级处理，包括使用 @SentinelResource 注解的 fallback 和 blockHandler 属性。文档提供了完整的降级处理示例，帮助开发者实现优雅降级。

3. 与 Feign 集成：官方文档详细说明了如何将 Sentinel 与 OpenFeign 集成，实现服务调用的熔断降级。文档提供了完整的配置示例，包括如何配置降级类、如何自定义降级逻辑等。

参考资源：

• Sentinel 熔断降级：https://sentinelguard.io/zh-cn/docs/circuit-breaking.html
• Sentinel 与 Feign 集成：https://github.com/alibaba/spring-cloud-alibaba/wiki/Sentinel

本节小结

在本节中，我们学习了熔断降级规则：

第一个是在商城项目中配置熔断降级。 在订单服务中配置了支付服务的熔断规则。

第二个是慢调用比例。 配置了基于慢调用比例的熔断，当支付服务响应慢时触发熔断。

第三个是异常比例。 配置了基于异常比例的熔断，当支付服务异常率高时触发熔断。

第四个是异常数。 配置了基于异常数的熔断，适用于请求量较小的场景。

第五个是降级处理。 实现了完整的降级处理逻辑，包括 Feign Fallback 和 @SentinelResource fallback。

第六个是降级处理策略。 为商城项目设计了合理的降级策略，保证用户体验。

这就是熔断降级规则。通过合理配置熔断降级，可以保护系统免受下游服务故障的影响，提高系统的稳定性和可用性。在下一节，我们将学习系统自适应限流。