Spring Boot - 利用Resilience4j-RateLimiter进行流量控制和服务降级

2024-01-15 07:12
文章标签 java 进行 服务 spring boot 控制 流量 降级 ratelimiter resilience4j

本文主要是介绍Spring Boot - 利用Resilience4j-RateLimiter进行流量控制和服务降级，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

  • Resilience4j概述
  • Resilience4j官方地址
  • Resilience4j-RateLimiter
  • 微服务演示
    • Payment processor
      • POM
      • 配置文件
      • Service
      • Controller
    • Payment service
      • POM
      • Model
      • Service
      • RestConfig
      • Controller
      • 配置
      • 验证
  • 探究 Rate Limiting
    • 请求三次 ，观察
    • 等待15秒
    • 连续访问6次

在这里插入图片描述

Resilience4j概述

Resilience4J 是一个针对 Java 8 应用程序的轻量级容错和弹性库。它设计用于在分布式系统中的服务之间提供弹性和容错性。Resilience4J 的名字来源于它提供的核心功能，即让系统（服务）能够“弹性”（resilient）地应对各种失败情况，包括网络问题、第三方服务故障等。

Resilience4J 提供了以下功能：

  1. 断路器（Circuit Breaker）：当检测到服务异常或超时，断路器会打开，阻止进一步的请求发送到该服务。一段时间后（通常是秒级），断路器会进入半开状态，允许一个测试请求通过以检查服务是否恢复。如果请求成功，断路器关闭；如果失败，断路器会再次打开。
  2. 限流（Rate Limiter）：限制进入系统的请求速率，防止系统过载。这可以通过令牌桶算法或滑动窗口算法实现。
  3. 隔离（Isolation）：通过信号量或线程池隔离不同的服务调用，防止一个服务的失败影响到其他服务。
  4. 超时（Timeouts）：为服务调用设置超时时间，超过时间后会触发超时异常。
  5. 重试（Retry）：在遇到特定异常时自动重试服务调用，可以配置重试次数和间隔。
  6. 缓存（Caching）：提供缓存机制，以避免重复执行计算密集型或远程调用。

Resilience4J 的一大特点是它的轻量级特性，它只使用了 Vavr 库（一个函数式编程库），没有其他外部库依赖。这使得它在集成到现有系统时非常方便，且性能开销小。

Resilience4J 设计上易于配置，支持通过代码、配置文件或运行时参数进行配置。它也支持通过 actuator 模块与 Spring Boot 的监控和管理特性集成。

由于 Resilience4J 的这些特性和优势，它在现代分布式系统和微服务架构中得到了广泛应用，尤其是在需要高可用性和弹性的环境中。

Resilience4j官方地址

https://resilience4j.readme.io/

在这里插入图片描述

https://github.com/resilience4j/resilience4j

在这里插入图片描述

Resilience4j-RateLimiter

https://resilience4j.readme.io/docs/ratelimiter

在这里插入图片描述

RateLimiter 的默认实现是 AtomicRateLimiter ，它通过 AtomicReference 管理其状态。 AtomicRateLimiter.State 是完全不可变的。

功能点：

  • Warm-Up Period: 当启动应用程序或重置后，可能会有一个预热期，在此期间速率限制器逐渐增加允许的请求速率。这是为了防止启动后流量突然激增，从而可能导致系统过载。

  • Steady State: 预热期结束后，速率限制器进入稳定状态。在此阶段，速率限制器根据配置的速率限制允许请求通过。例如，如果将限制设置为每分钟 100 个请求，则速率限制器将允许大约每 0.6 秒一个请求。

  • Limit Exceeded: 如果传入请求速率超过配置的限制，速率限制器立即开始拒绝超出的请求。

  • Replenishing Tokens: 速率限制器以与配置的限制相对应的速率持续补充“Token”。每个允许的请求消耗一个令牌。如果系统未充分利用允许的速率，则未使用的令牌会累积，从而允许偶尔爆发请求。

  • Cooldown Period: 如果速率限制器因超出速率限制而拒绝请求，则可能存在一个冷却期，在此期间速率限制器会再次逐渐增加允许的请求速率。这是为了防止限制放宽后流量突然激增。

微服务演示

在这里插入图片描述

我们的演示有 2 个服务，名为支付服务和支付处理器。

在这里插入图片描述

  • 付款服务处理来自购物者的传入付款请求，并将其转发到付款处理器进行处理。
  • 支付处理器处理并发送结果。

我们将对支付服务实施速率限制，以控制传入付款请求的速率。

Payment processor

首先构建支付处理器，因为它是一个依赖服务.

为了演示的目的，将其简化为显示成功消息

POM

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><modelVersion>4.0.0</modelVersion><parent><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId><version>3.1.2</version><relativePath/> <!-- lookup parent from repository --></parent><groupId>com.artisan</groupId><artifactId>payment-processor</artifactId><version>0.0.1-SNAPSHOT</version><name>payment-processor</name><properties><java.version>17</java.version></properties><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><optional>true</optional></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope></dependency></dependencies><build><plugins><plugin><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId><configuration><excludes><exclude><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId></exclude></excludes></configuration></plugin></plugins></build></project>

配置文件

server:port: 1010
spring:application:name: payment-processor

Service

package com.artisan.paymentprocessor.service;
/*** @author 小工匠* @version 1.0* @mark: show me the code , change the world*/
public interface PaymentProcessorService {String processPayment(String paymentInfo);
}

package com.artisan.paymentprocessor.service.impl;import org.springframework.stereotype.Service;import com.artisan.paymentprocessor.service.PaymentProcessorService;
/*** @author 小工匠* @version 1.0* @mark: show me the code , change the world*/
@Service
public class PaymentProcessorServiceImpl implements PaymentProcessorService {@Overridepublic String processPayment(String paymentInfo) {// Simulated logic to process paymentreturn "Payment processed: " + paymentInfo;}
}

Controller

package com.artisan.paymentprocessor.controller;import com.artisan.paymentprocessor.service.PaymentProcessorService;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;import lombok.RequiredArgsConstructor;/*** @author artisan*/
@RestController
@RequestMapping("/api/v1/processor-payment")
@RequiredArgsConstructor
public class PaymentProcessorController {private final PaymentProcessorService paymentProcessorService;@PostMappingpublic String processPayment(@RequestBody String paymentInfo) {return paymentProcessorService.processPayment(paymentInfo);}
}

测试一下：

在这里插入图片描述

Payment service

我们将配置 Rate Limiter，并通过 Actuator 监控其状态 。

POM

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><modelVersion>4.0.0</modelVersion><parent><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId><version>3.1.2</version><relativePath/> <!-- lookup parent from repository --></parent><groupId>com.artisan</groupId><artifactId>payment-service</artifactId><version>0.0.1-SNAPSHOT</version><name>payment-service</name><properties><java.version>17</java.version><spring-cloud.version>2022.0.4</spring-cloud.version></properties><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-circuitbreaker-resilience4j</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><optional>true</optional></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope></dependency></dependencies><dependencyManagement><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId><version>${spring-cloud.version}</version><type>pom</type><scope>import</scope></dependency></dependencies></dependencyManagement><build><plugins><plugin><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId><configuration><excludes><exclude><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId></exclude></excludes></configuration></plugin></plugins></build></project>

Model

public interface Type {
}


@Data
public class Success implements Type {private final String msg;
}

@Data
public class Failure implements Type {private final String msg;
}

Service

如何调用外部API -------------->我们这里使用 Spring的 RestTemplate 。

package com.artisan.paymentservice.service;import com.artisan.paymentservice.model.Type;/*** @author 小工匠* @version 1.0* @mark: show me the code , change the world*/
public interface PaymentService {Type submitPayment(String paymentInfo);
}
package com.artisan.paymentservice.service.impl;import com.artisan.paymentservice.model.Failure;
import com.artisan.paymentservice.model.Success;
import com.artisan.paymentservice.model.Type;
import com.artisan.paymentservice.service.PaymentService;
import org.springframework.http.*;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;import io.github.resilience4j.ratelimiter.RequestNotPermitted;
import io.github.resilience4j.ratelimiter.annotation.RateLimiter;
import lombok.RequiredArgsConstructor;/*** @author 小工匠* @version 1.0* @mark: show me the code , change the world*/
@Service
@RequiredArgsConstructor
public class PaymentServiceImpl implements PaymentService {private final RestTemplate restTemplate;private static final String SERVICE_NAME = "payment-service";private static final String PAYMENT_PROCESSOR_URL = "http://localhost:1010/api/v1/processor-payment";@Override@RateLimiter(name = SERVICE_NAME, fallbackMethod = "fallbackMethod")public Type submitPayment(String paymentInfo) {HttpHeaders headers = new HttpHeaders();headers.setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON);HttpEntity<String> entity = new HttpEntity<>(paymentInfo, headers);ResponseEntity<String> response = restTemplate.exchange(PAYMENT_PROCESSOR_URL,HttpMethod.POST, entity, String.class);Success success = new Success(response.getBody());return success;}private Type fallbackMethod(RequestNotPermitted requestNotPermitted) {return new Failure("服务降级： Payment service does not permit further calls");}
}

重点关注: @RateLimiter(name = SERVICE_NAME, fallbackMethod = "fallbackMethod")

需要注意这两种方法应该返回相同的数据类型， 所以对两个模型类都使用“Type”来实现。

RestConfig

package com.artisan.paymentservice.config;import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
/*** @author 小工匠* @version 1.0* @mark: show me the code , change the world*/
@Configuration
public class RestConfig {@Beanpublic RestTemplate restTemplate() {return new RestTemplate();}
}

Controller

package com.artisan.paymentservice.controller;import com.artisan.paymentservice.model.Type;
import com.artisan.paymentservice.service.PaymentService;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;import lombok.RequiredArgsConstructor;
/*** @author 小工匠* @version 1.0* @mark: show me the code , change the world*/
@RestController
@RequestMapping("/api/v1/payment-service")
@RequiredArgsConstructor
public class PaymentController {private final PaymentService paymentService;@PostMappingpublic Type submitPayment(@RequestBody String paymentInfo) {return paymentService.submitPayment(paymentInfo);}
}

配置

server:port: 9090
spring:application:name: payment-service
management:endpoint:health:show-details: alwaysendpoints:web:exposure:include: healthhealth:ratelimiters:enabled: true
resilience4j:ratelimiter:instances:payment-service:limit-for-period: 5limit-refresh-period: 15stimeout-duration: 5sregister-health-indicator: true
  • limit-for-period：一个“limit-refresh-period”期间允许的请求数
  • limit-refresh-period：指定“limit-for-period”将被重置的持续时间
  • timeout-duration：设置速率限制器允许后续请求的最大等待时间。

这段配置确保了payment-service服务的请求速率不会超过每15秒5次，同时如果请求超过10秒没有响应，则认为请求超时。此外，通过注册健康指标，可以对速率限制器的状态进行监控和管理。

验证

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

探究 Rate Limiting

确保两个服务启动成功

在这里插入图片描述

访问 http://localhost:9090/actuator/health 查看速率限制器详细信息。

在这里插入图片描述

请求三次 ，观察

在这里插入图片描述

http://localhost:9090/api/v1/ payment-service 请求3次 ，然后刷新执行器链接 http://localhost:9090/actuator/health

在这里插入图片描述

等待15秒

等待 15 秒（如果在 API 访问之前开始，时间可能会更短），然后刷新执行器链接 http://localhost:9090/actuator/health，我们将观察到允许的请求重置为 5。

在这里插入图片描述

连续访问6次

API 访问 6 次 http://localhost:9090/api/v1/ payment-service。第 6 个请求将因超出限制而延迟 5 秒。等待期间，刷新 http://localhost:9090/actuator/health 以获取以下详细信息
在这里插入图片描述

这篇关于Spring Boot - 利用Resilience4j-RateLimiter进行流量控制和服务降级的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/608071。

相关文章

Spring boot整合dubbo+zookeeper的详细过程

Spring boot整合dubbo+zookeeper的详细过程

《Springboot整合dubbo+zookeeper的详细过程》本文讲解SpringBoot整合Dubbo与Zookeeper实现API、Provider、Consumer模式,包含依赖配置、... 目录Spring boot整合dubbo+zookeeper1.创建父工程2.父工程引入依赖3.创建ap
阅读更多...
SpringBoot结合Docker进行容器化处理指南

SpringBoot结合Docker进行容器化处理指南

《SpringBoot结合Docker进行容器化处理指南》在当今快速发展的软件工程领域,SpringBoot和Docker已经成为现代Java开发者的必备工具,本文将深入讲解如何将一个SpringBo... 目录前言一、为什么选择 Spring Bootjavascript + docker1. 快速部署与
阅读更多...
Spring Boot spring-boot-maven-plugin 参数配置详解(最新推荐)

Spring Boot spring-boot-maven-plugin 参数配置详解(最新推荐)

《SpringBootspring-boot-maven-plugin参数配置详解(最新推荐)》文章介绍了SpringBootMaven插件的5个核心目标（repackage、run、start... 目录一 spring-boot-maven-plugin 插件的5个Goals二 应用场景1 重新打包应用
阅读更多...
SpringBoot+EasyExcel实现自定义复杂样式导入导出

SpringBoot+EasyExcel实现自定义复杂样式导入导出

《SpringBoot+EasyExcel实现自定义复杂样式导入导出》这篇文章主要为大家详细介绍了SpringBoot如何结果EasyExcel实现自定义复杂样式导入导出功能,文中的示例代码讲解详细,... 目录安装处理自定义导出复杂场景1、列不固定，动态列2、动态下拉3、自定义锁定行/列，添加密码4、合并
阅读更多...
Spring Boot集成Druid实现数据源管理与监控的详细步骤

Spring Boot集成Druid实现数据源管理与监控的详细步骤

《SpringBoot集成Druid实现数据源管理与监控的详细步骤》本文介绍如何在SpringBoot项目中集成Druid数据库连接池,包括环境搭建、Maven依赖配置、SpringBoot配置文件... 目录1. 引言1.1 环境准备1.2 Druid介绍2. 配置Druid连接池3. 查看Druid监控
阅读更多...
Java中读取YAML文件配置信息常见问题及解决方法

Java中读取YAML文件配置信息常见问题及解决方法

《Java中读取YAML文件配置信息常见问题及解决方法》：本文主要介绍Java中读取YAML文件配置信息常见问题及解决方法,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要... 目录1 使用Spring Boot的@ConfigurationProperties2. 使用@Valu
阅读更多...
创建Java keystore文件的完整指南及详细步骤

创建Java keystore文件的完整指南及详细步骤

《创建Javakeystore文件的完整指南及详细步骤》本文详解Java中keystore的创建与配置,涵盖私钥管理、自签名与CA证书生成、SSL/TLS应用,强调安全存储及验证机制,确保通信加密和... 目录1. 秘密键（私钥）的理解与管理私钥的定义与重要性私钥的管理策略私钥的生成与存储2. 证书的创建与
阅读更多...
浅析Spring如何控制Bean的加载顺序

浅析Spring如何控制Bean的加载顺序

《浅析Spring如何控制Bean的加载顺序》在大多数情况下,我们不需要手动控制Bean的加载顺序,因为Spring的IoC容器足够智能,但在某些特殊场景下,这种隐式的依赖关系可能不存在,下面我们就来... 目录核心原则：依赖驱动加载手动控制 Bean 加载顺序的方法方法 1：使用@DependsOn(最直
阅读更多...
linux解压缩 xxx.jar文件进行内部操作过程

linux解压缩 xxx.jar文件进行内部操作过程

《linux解压缩xxx.jar文件进行内部操作过程》：本文主要介绍linux解压缩xxx.jar文件进行内部操作,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、解压文件二、压缩文件总结一、解压文件1、把 xxx.jar 文件放在服务器上，并进入当前目录#
阅读更多...
SpringBoot中如何使用Assert进行断言校验

SpringBoot中如何使用Assert进行断言校验

《SpringBoot中如何使用Assert进行断言校验》Java提供了内置的assert机制,而Spring框架也提供了更强大的Assert工具类来帮助开发者进行参数校验和状态检查,下... 目录前言一、Java 原生assert简介1.1 使用方式1.2 示例代码1.3 优缺点分析二、Spring Fr
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2