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熔断与降级

问题​

什么是熔断和降级？Sentinel 与 Resilience4j 有什么区别？

答案​

为什么需要熔断和降级​

微服务之间存在调用链，如果某个服务出现故障，可能引起雪崩效应——一个服务超时导致调用方线程被阻塞，进而影响上游所有服务。

概念说明
熔断断路器模式，当下游故障率超过阈值时直接快速失败，不再发起调用
降级服务不可用时返回兜底响应（缓存数据、默认值、友好提示）
限流控制进入服务的请求速率（令牌桶、滑动窗口）

断路器状态机​

Sentinel（阿里开源）​

Sentinel 是面向分布式服务架构的流量控制组件：

Sentinel 使用
@RestController
public class OrderController {

    // 资源名、降级方法、异常处理
    @SentinelResource(value = "createOrder",
        blockHandler = "createOrderBlock",
        fallback = "createOrderFallback")
    @PostMapping("/api/orders")
    public Order createOrder(@RequestBody OrderDTO dto) {
        return orderService.create(dto);
    }

    // 限流/熔断触发时的处理（BlockException）
    public Order createOrderBlock(OrderDTO dto, BlockException ex) {
        return new Order("系统繁忙，请稍后重试");
    }

    // 业务异常降级
    public Order createOrderFallback(OrderDTO dto, Throwable ex) {
        return new Order("服务暂不可用");
    }
}

Sentinel 配置方式（控制台或代码）：

application.yml — Sentinel 配置
spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8080  # Sentinel 控制台地址
        port: 8719
      eager: true  # 饥饿加载，启动时注册

Sentinel 核心功能​

功能说明
流量控制QPS 限流、线程数限流、关联限流、链路限流
熔断降级慢调用比例、异常比例、异常数
热点参数对特定参数值限流（如商品 ID）
系统保护CPU、负载、入口 QPS
集群限流Token Server 统一限流

Resilience4j​

Resilience4j 是轻量级容错库，基于函数式编程风格：

Resilience4j 使用
@Service
public class OrderService {

    // 熔断器
    @CircuitBreaker(name = "orderService", fallbackMethod = "fallback")
    // 限流
    @RateLimiter(name = "orderService")
    // 重试
    @Retry(name = "orderService", fallbackMethod = "fallback")
    // 超时
    @TimeLimiter(name = "orderService")
    public CompletableFuture<Order> createOrder(OrderDTO dto) {
        return CompletableFuture.supplyAsync(() -> remoteCall(dto));
    }

    public CompletableFuture<Order> fallback(OrderDTO dto, Throwable ex) {
        return CompletableFuture.completedFuture(new Order("降级响应"));
    }
}
application.yml — Resilience4j 配置
resilience4j:
  circuitbreaker:
    instances:
      orderService:
        sliding-window-size: 10           # 滑动窗口大小
        failure-rate-threshold: 50        # 失败率阈值 50%
        wait-duration-in-open-state: 10s  # Open 状态等待时间
        permitted-number-of-calls-in-half-open-state: 3  # 半开放行数
  ratelimiter:
    instances:
      orderService:
        limit-for-period: 100             # 每个周期允许的请求数
        limit-refresh-period: 1s          # 刷新周期
  retry:
    instances:
      orderService:
        max-attempts: 3                   # 最大重试次数
        wait-duration: 500ms              # 重试间隔

Sentinel vs Resilience4j​

对比SentinelResilience4j
出品阿里巴巴社区开源
控制台实时控制台（动态规则推送）无（需集成 Prometheus）
规则配置运行时动态修改配置文件或代码
限流算法滑动窗口、令牌桶令牌桶
热点参数支持不支持
集群限流支持不支持
编程模型注解 + 控制台函数式 + 注解
适用场景大规模微服务、需要控制台轻量级、Spring Boot 新项目

常见面试问题​

Q1: 什么是服务雪崩？如何防止？​

答案：

一个服务超时/故障导致调用方的线程阻塞，进而耗尽线程池，影响上游所有服务，最终整个调用链瘫痪。防止措施：

  1. 熔断：检测到故障率超阈值直接快速失败
  2. 限流：控制请求速率，保护服务不被压垮
  3. 降级：返回兜底结果，避免级联失败
  4. 超时控制：设置合理的超时时间，避免线程长时间阻塞
  5. 线程隔离：不同服务使用独立线程池

Q2: 断路器的三种状态？​

答案：

  • Closed（关闭）：正常状态，请求正常通过，同时统计失败率
  • Open（打开）：失败率超过阈值，直接拒绝请求并返回降级结果
  • Half-Open（半开）：经过等待时间后，放行少量请求探测下游是否恢复

Q3: Sentinel 和 Hystrix 的区别？​

答案：

Hystrix 采用线程池隔离（每个服务一个线程池），资源消耗大，已停止维护。Sentinel 采用信号量隔离，基于滑动窗口统计，资源开销小，提供实时控制台，支持热点参数限流和集群限流。Sentinel 是 Hystrix 的替代方案。

Q4: 限流和熔断的区别？​

答案：

  • 限流：控制入口流量，防止服务被过多请求压垮（保护自己）
  • 熔断：检测下游服务的健康状态，故障时快速失败（保护调用链）

限流是事前预防，熔断是事后止损。

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