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 @Scheduled注解及工作原理

Spring @Scheduled注解及工作原理

《Spring@Scheduled注解及工作原理》Spring的@Scheduled注解用于标记定时任务,无需额外库,需配置@EnableScheduling,设置fixedRate、fixedDe... 目录1.@Scheduled注解定义2.配置 @Scheduled2.1 开启定时任务支持2.2 创建
阅读更多...
SpringBoot中使用Flux实现流式返回的方法小结

SpringBoot中使用Flux实现流式返回的方法小结

《SpringBoot中使用Flux实现流式返回的方法小结》文章介绍流式返回（StreamingResponse）在SpringBoot中通过Flux实现,优势包括提升用户体验、降低内存消耗、支持长连... 目录背景流式返回的核心概念与优势1. 提升用户体验2. 降低内存消耗3. 支持长连接与实时通信在Sp
阅读更多...
Spring Boot 实现 IP 限流的原理、实践与利弊解析

Spring Boot 实现 IP 限流的原理、实践与利弊解析

《SpringBoot实现IP限流的原理、实践与利弊解析》在SpringBoot中实现IP限流是一种简单而有效的方式来保障系统的稳定性和可用性,本文给大家介绍SpringBoot实现IP限... 目录一、引言二、IP 限流原理2.1 令牌桶算法2.2 漏桶算法三、使用场景3.1 防止恶意攻击3.2 控制资源
阅读更多...
基于Python开发Windows屏幕控制工具

基于Python开发Windows屏幕控制工具

《基于Python开发Windows屏幕控制工具》在数字化办公时代,屏幕管理已成为提升工作效率和保护眼睛健康的重要环节,本文将分享一个基于Python和PySide6开发的Windows屏幕控制工具,... 目录概述功能亮点界面展示实现步骤详解1. 环境准备2. 亮度控制模块3. 息屏功能实现4. 息屏时间
阅读更多...
Mac系统下卸载JAVA和JDK的步骤

Mac系统下卸载JAVA和JDK的步骤

《Mac系统下卸载JAVA和JDK的步骤》JDK是Java语言的软件开发工具包,它提供了开发和运行Java应用程序所需的工具、库和资源,：本文主要介绍Mac系统下卸载JAVA和JDK的相关资料,需... 目录1. 卸载系统自带的 Java 版本检查当前 Java 版本通过命令卸载系统 Java2. 卸载自定
阅读更多...
springboot下载接口限速功能实现

springboot下载接口限速功能实现

《springboot下载接口限速功能实现》通过Redis统计并发数动态调整每个用户带宽,核心逻辑为每秒读取并发送限定数据量,防止单用户占用过多资源,确保整体下载均衡且高效,本文给大家介绍spring... 目录 一、整体目标 二、涉及的主要类/方法✅ 三、核心流程图解（简化） 四、关键代码详解1️⃣ 设置
阅读更多...
Java Spring ApplicationEvent 代码示例解析

Java Spring ApplicationEvent 代码示例解析

《JavaSpringApplicationEvent代码示例解析》本文解析了Spring事件机制,涵盖核心概念（发布-订阅/观察者模式）、代码实现（事件定义、发布、监听）及高级应用（异步处理、... 目录一、Spring 事件机制核心概念1. 事件驱动架构模型2. 核心组件二、代码示例解析1. 事件定义
阅读更多...
SpringMVC高效获取JavaBean对象指南

SpringMVC高效获取JavaBean对象指南

《SpringMVC高效获取JavaBean对象指南》SpringMVC通过数据绑定自动将请求参数映射到JavaBean,支持表单、URL及JSON数据,需用@ModelAttribute、@Requ... 目录Spring MVC 获取 JavaBean 对象指南核心机制：数据绑定实现步骤1. 定义 Ja
阅读更多...
javax.net.ssl.SSLHandshakeException:异常原因及解决方案

javax.net.ssl.SSLHandshakeException:异常原因及解决方案

《javax.net.ssl.SSLHandshakeException:异常原因及解决方案》javax.net.ssl.SSLHandshakeException是一个SSL握手异常,通常在建立SS... 目录报错原因在程序中绕过服务器的安全验证注意点最后多说一句报错原因一般出现这种问题是因为目标服务器
阅读更多...
Java实现删除文件中的指定内容

Java实现删除文件中的指定内容

《Java实现删除文件中的指定内容》在日常开发中,经常需要对文本文件进行批量处理,其中,删除文件中指定内容是最常见的需求之一,下面我们就来看看如何使用java实现删除文件中的指定内容吧... 目录1. 项目背景详细介绍2. 项目需求详细介绍2.1 功能需求2.2 非功能需求3. 相关技术详细介绍3.1 Ja
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2