.NET 5 中使用 Consul+Ocelot+Polly缓存、限流、熔断、降级
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2021-10-26 17:46
一、简介
Polly 是一个 .NET 弹性和瞬态故障处理库，允许开发人员以线程安全的方式来实现重试、断路、超时、隔离和回退策略。
瞬态故障就是可能会出现的，比喻网络不稳定或无法访问，或服务宕机。
二、Ocelot各种策略使用和解释
下面各种策略都是基于前一篇Ocelot+Consul的配置基础上修改。
2.1、Ocelot缓存
缓存能有效提升程序性能
在ocelot.json中增加缓存配置
{
"Routes": [
{
//转发到下游服务地址--url变量
"DownstreamPathTemplate": "/api/{url}",
//下游http协议
"DownstreamScheme": "http",
//负载方式，
"LoadBalancerOptions": {
"Type": "RoundRobin" // 轮询
},
//上游地址
"UpstreamPathTemplate": "/T1/{url}", //网关地址--url变量 //冲突的还可以加权重Priority
"UpstreamHttpMethod": [ "GET", "POST", "DELETE", "PUT" ],
"UseServiceDisConvery": true, //使用服务发现
"ServiceName": "api", //Consul服务名称
//缓存设置
"FileCacheOptions": {
"TtlSeconds": 10, //缓存10s（同一个地址请求就返回缓存结果)
"Region": ""//缓存region
}
}
],
"GlobalConfiguration": {
//Ocelot应用地址
"BaseUrl": "http://172.16.2.9:5200",
"ServiceDiscoveryProvider": {
//Consul地址
"Host": "172.16.2.84",
//Consul端口
"Port": 8500,
"Type": "Consul"//由Consul提供服务发现，每次请求Consul
}
}
}
缓存是针对下游地址缓存的，同一个地址请求返回相同数据，所以针对一些不变的数据才能做缓存，根据用户登录信息不同返回不同数据的就不能做了。
测试：访问 http://172.16.2.9:5200/T1/Test/GetName
刷新后还是5201端口数据，说明是从缓存取的
10s后刷新端口变成5202
2.2、Ocelot限流
为什么要限流呢，防止请求过多把程序搞宕机了，也可以有效防止爬虫和ddos攻击，预估出服务的处理能力，然后设置限流，可以限制单位时间内的访问量（失败一部分请求比整个服务挂掉强）。
ocelot.json文件增加限流配置
{
"Routes": [
{
//转发到下游服务地址--url变量
"DownstreamPathTemplate": "/api/{url}",
//下游http协议
"DownstreamScheme": "http",
//负载方式，
"LoadBalancerOptions": {
"Type": "RoundRobin" // 轮询
},
//上游地址
"UpstreamPathTemplate": "/T1/{url}", //网关地址--url变量 //冲突的还可以加权重Priority
"UpstreamHttpMethod": [ "GET", "POST", "DELETE", "PUT" ],
"UseServiceDisConvery": true, //使用服务发现
"ServiceName": "api", //Consul服务名称
//限流配置
"RateLimitOptions": {
"ClientWhitelist": [ "admin" ], // 白名单
"EnableRateLimiting": true, // 是否启用限流
"Period": "10s", // 统计时间段：1s, 5m, 1h, 1d
"PeriodTimespan": 10, // 多少秒之后客户端可以重试
"Limit": 5 // 在统计时间段内允许的最大请求数量
}
}
],
"GlobalConfiguration": {
//Ocelot应用地址
"BaseUrl": "http://172.16.2.9:5200",
"ServiceDiscoveryProvider": {
//Consul地址
"Host": "172.16.2.84",
//Consul端口
"Port": 8500,
"Type": "Consul" //由Consul提供服务发现，每次请求Consul
},
//限流
"RateLimitOptions": {
"QuotaExceededMessage": "errr:request fast!", //限流后响应内容
"HttpStatusCode": 666, //http状态码可以自定义 "ClientIdHeader": "client_id" // 用来识别客户端的请求头，默认是 ClientId
}
}
}
这里用Postman来演示比较直观。
可以看到，在10s内请求了5次之后的请求就失败了，返回的状态码是自定义的666，然后等10s过后又恢复访问，上面设置的白名单在Headers加上就可以
不受限流影响，可以无限访问。
2.3、Ocelot+Polly的熔断
安装NuGet包 Ocelot.Provider.Polly。
Startup.cs增加 .AddPolly()
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.AddOcelot()
.AddConsul()
.AddPolly();
}
Ocelot.Provider.Polly的熔断机制是一个超时和熔断的组合，（Polly有超时策略，熔断策略，这里是2个策略的结合使用，下面Polly策略会说到)，所以如果是单单是服务报500异常是触发不了的。
接口超过多长时间进入半熔断状态，返回服务不可用， 连续超过多少次进入熔断状态就直接停掉该请求返回，多长时间再恢复。
修改ocelot.json配置
//*****************************单地址********************************
{
"Routes": [
{
//转发到下游服务地址--url变量
"DownstreamPathTemplate": "/api/{url}",
//下游http协议
"DownstreamScheme": "http",
//负载方式，
"LoadBalancerOptions": {
"Type": "RoundRobin" // 轮询
},
//上游地址
"UpstreamPathTemplate": "/T1/{url}", //网关地址--url变量 //冲突的还可以加权重Priority
"UpstreamHttpMethod": [ "GET", "POST", "DELETE", "PUT" ],
"UseServiceDisConvery": true, //使用服务发现
"ServiceName": "api", //Consul服务名称
//熔断设置
"QoSOptions": {
"ExceptionsAllowedBeforeBreaking": 3, //允许多少个异常请求
"DurationOfBreak": 5000, // 熔断的时间5s，单位为ms
"TimeoutValue": 5000 //单位ms,如果下游请求的处理时间超过多少则自如将请求设置为超时 默认90秒
}
}
],
"GlobalConfiguration": {
//Ocelot应用对外地址
"BaseUrl": "http://172.16.2.9:5200",
"ServiceDiscoveryProvider": {
//Consul地址
"Host": "172.16.2.84",
//Consul端口
"Port": 8500,
"Type": "Consul" //由Consul提供服务发现，每次请求Consul
}
}
}
在之前启动的3个服务增加一个抛异常的接口和一个睡眠接口。
[Route("api/[controller]/[action]")]
public class TestController : Controller
{
private IConfiguration _configuration;
public TestController(IConfiguration configuration)
{
_configuration = configuration;
}
public IActionResult GetName()
{
string port = _configuration["port"];
return Json($"端口:{port}，姓名:张三");
}public IActionResult GetSleep()
{
string port = _configuration["port"];
//线程睡眠6s
Thread.Sleep(6000);
return Json($"端口:{port}，睡眠6s后返回");
}
}
访问GetSleep()接口，前三次等待6s返回503，后面访问什么接口都是快速返回503，服务熔断。
三、Polly各种策略使用和解释
上面网关处做了Ocelot+Polly的熔断策略，然后服务链上也是需要做一些策略，这里介绍的是在服务里用Polly做各种常用的策略。
3.1、Polly降级
降级就是当我们指定的代码处理失败时就执行我们备用的代码。
现在在之前的三个服务中加入Polly降级策略
安装NuGet包 --Polly
新建一个OrderController.cs
[Route("api/[controller]/[action]")]
public class OrderController : Controller
{
private readonly OrderService _orderService;
public OrderController(OrderService orderService)
{
_orderService = orderService;
}
public IActionResult CreateOrder()
{
string result = _orderService.CreateOrder();
return Content(result);
}
}
新建一个OrderService.cs
public class OrderService
{
private Policy<string> _policy;
public OrderService()
{
//降级
_policy = Policy<string>
.Handle() //异常故障
.Fallback(() =>
{
//降级回调 todo降级后逻辑
return "降级后的值";
});
}
public string CreateOrder()
{
//用polly执行
return _policy.Execute(() =>
{
//业务逻辑 todo
Console.WriteLine($"{DateTime.Now},开始处理业务");
throw new Exception("233出错啦");
Console.WriteLine("处理完成");
return "成功啦";
});
}
}
把OrderService注入IOC容器，注意，使用Polly时，实例一定要以单例模式注入，因为如果是每次都执行构造函数给_policy赋一次值，那_policy每次都是全新的，下面的熔断策畋会不生效。
Startup.cs中的ConfigureServices()加上
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.AddControllersWithViews();
services.AddControllers().AddJsonOptions(cfg =>
{
services.AddSingleton();
}
测试，访问http://ip:端口/api/Order/CreateOrder
可以看到返回的是降级后处理的值。
3.2、Polly熔断
熔断就是当一处代码报错超过多少次，就让它熔断多长时间再恢复，熔断时Polly会截断请求，不会再进入到具体业务，这能有效减少没必要的业务性能损耗。
把OrderService构建函数处改成
public OrderService()
{
//熔断
_policy = Policy<string>.Handle()
.CircuitBreaker(5, TimeSpan.FromSeconds(10));//连续出错5次后熔断10秒，不会在进到业务代码
}
测试结果：
5次前的返回：
熔断后返回：
3.3、Polly重试
把OrderService的构造函数处修改为：
public OrderService()
{
//重试
//RetryForever()是一直重试直到成功
//Retry()是重试最多一次；
//Retry(n) 是重试最多n次；
//WaitAndRetry()可以实现“如果出错等待100ms再试还不行再等150ms秒。
_policy = Policy<string>.Handle()
.WaitAndRetry(new TimeSpan[] { TimeSpan.FromSeconds(5), TimeSpan.FromSeconds(10), TimeSpan.FromSeconds(15) });
}
这里是业务处理失败时,重试3次，分别隔5s,10s,15s。
测试结果：
可以看到，第一次执行因为有异常，然后分别隔5s,10s,15s重试，最后才抛出了异常。
3.4、Polly超时
所谓超时，就是我们指定一段代码的最大运行时间，如果超过这段时间还没有完成，就直接抛出异常。
这里判断超时有两种策略：一个是悲观策略（Pessimistic），一个是乐观策略（Optimistic）。一般我们用悲观策略。需要注意的是，虽然超时抛除了异常，但这段代码的运行并没有停止！
把OrderService构建函数处改成
public OrderService()
{
//超时,业务处理超过3秒就直接返回异常
_policy = Policy.Timeout<string>(3, Polly.Timeout.TimeoutStrategy.Pessimistic);
}
把OrderService.cs的CreateOrder()方法让线程睡眠10s
public string CreateOrder()
{
//用polly执行
return _policy.Execute(() =>
{
//业务逻辑 todo
Console.WriteLine($"{DateTime.Now},开始处理业务");
Thread.Sleep(10000); //睡眠10s
Console.WriteLine("处理完成");
return "成功啦";
});
}
执行查看结果：
可以看到，在3s的时候报了polly的超时异常。
3.5、Polly组合策略
上面说的都是单个策略的，其实这些策略是可以组合一起使用的，下面来演示一下。
把OrderService的构造函数修改为：
public OrderService()
{
//重试
Policy<string> retry = Policy<string>.Handle()
.WaitAndRetry(new TimeSpan[] { TimeSpan.FromSeconds(5), TimeSpan.FromSeconds(10), TimeSpan.FromSeconds(15) });
//降级
Policy<string> fallback = Policy<string>
.Handle() //异常故障
.Fallback(() =>
{
//降级回调
return "降级后的值";
});
//Wrap：包裹。policyRetry在里面，policyFallback裹在外面。
//如果里面出现了故障，则把故障抛出来给外面
//_policy=Policy.Wrap(policy1, policy2, policy3, policy4, policy5);把更多一起封装。
_policy = Policy.Wrap(fallback, retry); // fallback.Wrap(retry);
}
把CreateOrder()修改为
public string CreateOrder()
{
//用polly执行
return _policy.Execute(() =>
{
//业务逻辑 todo
Console.WriteLine($"{DateTime.Now},开始处理业务");
throw new Exception("233出错啦");
Console.WriteLine("处理完成");
return "成功啦";
});
}
测试结果：
重试3次后，返回降级的结果。
上面的Ocelot+Polly的熔断如果去查看Ocelot.Provider.Polly的源码就会发现是超时和熔断的组合实现。
需要注意的是，组合时Policy.Wrap(fallback, retry);里面的顺序也要注意，测试结果是先执行后面的，再执行前面的，即前面的把后面的包在内层，内层执行完再抛出给外层处理。
上面介绍了最常用的策略，Polly也有异步的方法，把上面定义的private Policy
转自：包子wxl
链接：cnblogs.com/wei325/archive/2021/09/27/15308498.html