微服务架构三大利器：限流、降级与熔断

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前言

    限流、降级和熔断是分布式系统中常用的容错策略，它们各自负担着不同的脚色，以进步系统的稳固性和可靠性。

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一、限流（Rate Limiting）

    限流是一种控制数据或服务访问速率的技能，通过限制对特定资源或服务的哀求速率来防止系统过载。限流的基本原理是在肯定时间段内限制对资源的哀求数目，当哀求速率超过设定的阈值时，系统可以采取不同的策略来处理额外的哀求，如拒绝哀求、耽误处理或限制哀求的频率。

作用：

• 防止滥用：防止单个用户或来源过分消耗系统资源。
  
• 保护系统：制止系统因过载而瓦解，确保系统的稳固性和可靠性。
  
• 确保服务质量：在资源有限的情况下，优先保障焦点服务的正常运行。
  

实现方式：
    限流算法有多种，如计数器限流、滑动窗口限流、令牌桶限流、漏桶限流等。每种算法都有其特点和实用场景。例如，令牌桶限流算法允许肯定的突发流量，并可以平滑地处理哀求。
应用场景：
    限流广泛应用于API接口保护、网站访问控制、服务资源分配等场景。
二、降级（Degradation）

    降级是在系统资源不足或遇到性能瓶颈时，通过减少非焦点功能的服务质量来保障焦点功能的正常运行。降级策略通常涉及关闭一些非焦点功能、利用缓存数据取代实时数据、返回预设的默认值等，以减少系统负载，进步系统的相应能力。

作用：

• 开释系统资源：通过减少非焦点功能的资源消耗，为焦点功能提供更多的资源支持。
  
• 进步系统稳固性：在系统负载过高时，通过降级策略制止系统瓦解。
  
• 保障焦点业务：确保在资源受限的情况下，焦点业务能够正常运行。
  

实现方式：
    降级策略包括返回默认值、关闭非焦点功能、读缓存取代读数据库等。这些策略可以在不影响焦点业务的条件下，开释系统资源，进步系统的相应能力。
应用场景：
    降级常用于电商大促、秒杀活动等高并发场景，通过关闭非焦点功能来保障焦点交易流程的顺畅进行。
三、熔断（Circuit Breaker）

    熔断是一种防止故障扩散的策略，类似于电路中的保险丝。当服务出现故障或相应时间过长时，熔断机制会自动切断对该服务的调用，以制止故障影响到其他服务或整个系统。熔断器通常具有三种状态：关闭（Closed）、打开（Open）和半开（Half-Open）。在关闭状态下，服务正常调用；在打开状态下，所有哀求都会被立刻拒绝；在半开状态下，会允许一部门哀求通过以检测服务是否已恢复。

作用：

• 防止故障扩散：通过切断故障服务的调用，防止故障影响到其他服务或整个系统。
  
• 快速恢复：在服务恢复正常后，熔断器能够自动或半自动地恢复服务调用。
  
• 进步系统可用性：通过减少因故障服务而导致的系统不可用时间，进步系统的团体可用性。
  

实现方式：
    熔断机制可以通过多种框架实现，如Netflix的Hystrix、阿里的Sentinel等。这些框架提供了丰富的配置选项和监控功能，方便开发者根据业务需求进行定制和调优。
应用场景：
    熔断广泛应用于微服务架构中，通过防止故障服务的调用扩散来保护整个系统的稳固性。
四、三者关系

    三者都旨在保护系统免受高负载、故障或非常情况的影响，确保系统能够持续、稳固地提供服务。它们通过不同的机制和作用，共同实现这一目标。
触发条件：

• 限流：通常基于哀求数目的阈值触发，当哀求量超过系统处理能力时启动。
  
• 降级：通常基于系统负载或资源利用情况触发，当系统资源不足或遇到性能瓶颈时启动。
  
• 熔断：通常基于服务的错误率或相应时间触发，当服务出现故障或相应时间过长时启动。
  

相互影响：

• 限流和熔断可以相互共同，共同保护系统免受高负载和故障的影响。例如，当限流策略无法有效应对突发的哀求洪峰时，熔断机制可以进一步切断对故障服务的调用。
  
• 降级可以作为限流和熔断之后的增补措施，通过减少服务级别来确保系统在资源受限的情况下仍然能够提供肯定的服务。
  

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总结

    限流、降级和熔断是分布式系统中不可或缺的容错策略。它们通过不同的机制和作用，共同保障系统的稳固性和可靠性。在实际应用中，需要根据系统的详细情况和配置来灵活选择和配置这些策略，以达到最佳的效果。同时，也需要注意这些策略之间的相互影响和共同，以确保系统能够高效、稳固地运行。

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