集群容錯
在集群調(diào)用失敗時，Dubbo 提供了多種容錯方案，缺省為 failover ，即失敗重試。可通過接口com.alibaba.dubbo.rpc.cluster.Cluster的SPI注解可知：
/**
* Cluster. (SPI, Singleton, ThreadSafe)
*
* <a >Cluster</a>
* <a >Fault-Tolerant</a>
*
* @author william.liangf
*/
@SPI(FailoverCluster.NAME)
public interface Cluster {
...
}
接下來通過對dubbo源碼的分析，一一講解這些集群容錯模式的具體實現(xiàn)；
集群調(diào)用關(guān)系
cluster.jpg
圖片來源: https://dubbo.gitbooks.io/dubbo-user-book/demos/fault-tolerent-strategy.html
由圖可知，通過Cluster的調(diào)用過程如下：
- 調(diào)用list()從Directory中取得可用Invoker集合；
- 根據(jù)路由規(guī)則過濾一些Invoker，得到可用Invoker集合；
- 根據(jù)負(fù)載均衡機(jī)制得到一個合適的Invoker，負(fù)載均衡機(jī)制參考
- 調(diào)用最終選出來的這個Invoker。
集群模式配置
按照以下示例在服務(wù)提供方和消費方配置集群模式
<dubbo:service cluster="failover" />
或
<dubbo:reference cluster="failsafe" />
集群模式概覽
dubbo支持的集群模式如下圖所示，由于dubbo通過SPI實現(xiàn)微內(nèi)核，集群模式也不例外，所以想擴(kuò)展自己對集群容錯的處理方式，非常簡單；
dubbo集群容錯總覽
接下來通過對源碼的閱讀，一一分析各個集群容錯模式的實現(xiàn)；
Failover Cluster
dubbo默認(rèn)集群模式，失敗自動切換，當(dāng)出現(xiàn)失敗，重試其它服務(wù)器。通常用于讀操作，但重試會帶來更長延遲，且使集群的壓力更大。可通過 retries="2" 來設(shè)置重試次數(shù)（默認(rèn)為2，這個值是重試次數(shù)，所以不包括第一次調(diào)用，而是第一次調(diào)用失敗后最大可重試次數(shù)）。重試次數(shù)配置示例如下：
<dubbo:service retries="2" />
或
<dubbo:reference retries="2" />
或
<dubbo:reference><dubbo:method name="findFoo" retries="2" /></dubbo:reference>
核心實現(xiàn)源碼：
public Result doInvoke(Invocation invocation, final List<Invoker<T>> invokers, LoadBalance loadbalance) throws RpcException {
List<Invoker<T>> copyinvokers = invokers;
// 檢查copyinvokers即可用Invoker集合是否為空，如果為空，那么拋出異常
checkInvokers(copyinvokers, invocation);
// 得到最大可調(diào)用次數(shù)：最大可重試次數(shù)+1，默認(rèn)最大可重試次數(shù)Constants.DEFAULT_RETRIES=2
int len = getUrl().getMethodParameter(invocation.getMethodName(), Constants.RETRIES_KEY, Constants.DEFAULT_RETRIES) + 1;
// 如果用戶設(shè)置reties為負(fù)數(shù)，那么也要調(diào)用至少1次
if (len <= 0) {
len = 1;
}
// 保存最后一次調(diào)用的異常
RpcException le = null;
// 保存已經(jīng)調(diào)用過的Invoker
List<Invoker<T>> invoked = new ArrayList<Invoker<T>>(copyinvokers.size()); // invoked invokers.
Set<String> providers = new HashSet<String>(len);
// failover機(jī)制核心實現(xiàn)：如果出現(xiàn)調(diào)用失敗，那么重試其他服務(wù)器
for (int i = 0; i < len; i++) {
//重試時，進(jìn)行重新選擇，避免重試時invoker列表已發(fā)生變化.
//注意：如果列表發(fā)生了變化，那么invoked判斷會失效，因為invoker示例已經(jīng)改變
if (i > 0) {
checkWheatherDestoried();
// 根據(jù)Invocation調(diào)用信息從Directory中獲取所有可用Invoker
copyinvokers = list(invocation);
//重新檢查一下
checkInvokers(copyinvokers, invocation);
}
// 根據(jù)負(fù)載均衡機(jī)制從copyinvokers中選擇一個Invoker
Invoker<T> invoker = select(loadbalance, invocation, copyinvokers, invoked);
// 保存每次調(diào)用的Invoker
invoked.add(invoker);
RpcContext.getContext().setInvokers((List)invoked);
try {
// RPC調(diào)用得到Result
Result result = invoker.invoke(invocation);
// 重試過程中，將最后一次調(diào)用的異常信息以warn級別日志輸出
if (le != null && logger.isWarnEnabled()) {
logger.warn("Although retry the method " + invocation.getMethodName()
+ " in the service " + getInterface().getName()
+ " was successful by the provider " + invoker.getUrl().getAddress()
+ ", but there have been failed providers " + providers
+ " (" + providers.size() + "/" + copyinvokers.size()
+ ") from the registry " + directory.getUrl().getAddress()
+ " on the consumer " + NetUtils.getLocalHost()
+ " using the dubbo version " + Version.getVersion() + ". Last error is: "
+ le.getMessage(), le);
}
return result;
} catch (RpcException e) {
// 如果是業(yè)務(wù)性質(zhì)的異常，不再重試，直接拋出
if (e.isBiz()) { // biz exception.
throw e;
}
le = e;
} catch (Throwable e) {
// 其他性質(zhì)的異常統(tǒng)一封裝成RpcException
le = new RpcException(e.getMessage(), e);
} finally {
providers.add(invoker.getUrl().getAddress());
}
}
// 最大可調(diào)用次數(shù)用完還得到Result的話，拋出RpcException異常：重試了N次還是失敗，并輸出最后一次異常信息
throw new RpcException(le != null ? le.getCode() : 0, "Failed to invoke the method "
+ invocation.getMethodName() + " in the service " + getInterface().getName()
+ ". Tried " + len + " times of the providers " + providers
+ " (" + providers.size() + "/" + copyinvokers.size()
+ ") from the registry " + directory.getUrl().getAddress()
+ " on the consumer " + NetUtils.getLocalHost() + " using the dubbo version "
+ Version.getVersion() + ". Last error is: "
+ (le != null ? le.getMessage() : ""), le != null && le.getCause() != null ? le.getCause() : le);
}
Failfast Cluster
快速失敗，只發(fā)起一次調(diào)用，失敗立即報錯。通常用于非冪等性的寫操作，比如新增記錄。
核心實現(xiàn)源碼：
public Result doInvoke(Invocation invocation, List<Invoker<T>> invokers, LoadBalance loadbalance) throws RpcException {
checkInvokers(invokers, invocation);
Invoker<T> invoker = select(loadbalance, invocation, invokers, null);
try {
return invoker.invoke(invocation);
} catch (Throwable e) {
if (e instanceof RpcException && ((RpcException)e).isBiz()) { // biz exception.
throw (RpcException) e;
}
throw new RpcException(e instanceof RpcException ? ((RpcException)e).getCode() : 0, "Failfast invoke providers " + invoker.getUrl() + " " + loadbalance.getClass().getSimpleName() + " select from all providers " + invokers + " for service " + getInterface().getName() + " method " + invocation.getMethodName() + " on consumer " + NetUtils.getLocalHost() + " use dubbo version " + Version.getVersion() + ", but no luck to perform the invocation. Last error is: " + e.getMessage(), e.getCause() != null ? e.getCause() : e);
}
}
FailfastCluster實現(xiàn)比較簡單，根據(jù)負(fù)載均衡機(jī)制選擇一個Invoker后只調(diào)用1次，不管結(jié)果如何，不再進(jìn)行任何重試：如果調(diào)用正常就返回Result，否則返回<u>記錄了詳細(xì)異常信息的RpcException</u>；
Failsafe Cluster
失敗安全，出現(xiàn)異常時，直接忽略。通常用于寫入審計日志等操作。
核心實現(xiàn)源碼：
public Result doInvoke(Invocation invocation, List<Invoker<T>> invokers, LoadBalance loadbalance) throws RpcException {
try {
checkInvokers(invokers, invocation);
Invoker<T> invoker = select(loadbalance, invocation, invokers, null);
return invoker.invoke(invocation);
} catch (Throwable e) {
logger.error("Failsafe ignore exception: " + e.getMessage(), e);
return new RpcResult(); // ignore
}
}
FailsafeCluster實現(xiàn)比較簡單，根據(jù)負(fù)載均衡機(jī)制選擇一個Invoker后只調(diào)用1次，不管結(jié)果如何，不再進(jìn)行任何重試：如果調(diào)用正常就返回Result，否則返回<u>一個空的RpcResult</u>，這是和FailfastCluster的唯一區(qū)別，不會把任何異常信息返回給consumer；
Failback Cluster
失敗自動恢復(fù)，后臺記錄失敗請求，定時重發(fā)。通常用于消息通知操作。
核心實現(xiàn)源碼：
protected Result doInvoke(Invocation invocation, List<Invoker<T>> invokers, LoadBalance loadbalance) throws RpcException {
try {
checkInvokers(invokers, invocation);
Invoker<T> invoker = select(loadbalance, invocation, invokers, null);
return invoker.invoke(invocation);
} catch (Throwable e) {
logger.error("Failback to invoke method " + invocation.getMethodName() + ", wait for retry in background. Ignored exception: "
+ e.getMessage() + ", ", e);
// failback實現(xiàn)的核心，如果調(diào)用失敗，后臺記錄失敗請求，并定時重發(fā)
addFailed(invocation, this);
return new RpcResult(); // ignore
}
}
定時重發(fā)核心實現(xiàn)源碼：
// 處理重試任務(wù)的線程池
private final ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(2, new NamedThreadFactory("failback-cluster-timer", true));
private void addFailed(Invocation invocation, AbstractClusterInvoker<?> router) {
if (retryFuture == null) {
// double-check保證線程安全
synchronized (this) {
if (retryFuture == null) {
// 一個獨立的線程池處理，執(zhí)行周期是5s
retryFuture = scheduledExecutorService.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {
public void run() {
// 收集統(tǒng)計信息
try {
// 重試失敗的請求，如果重試成功，把請求從remove掉；
retryFailed();
} catch (Throwable t) { // 防御性容錯
logger.error("Unexpected error occur at collect statistic", t);
}
}
}, RETRY_FAILED_PERIOD, RETRY_FAILED_PERIOD, TimeUnit.MILLISECONDS);
}
}
}
failed.put(invocation, router);
}
Forking Cluster
并行調(diào)用多個服務(wù)器，只要一個成功即返回。通常用于實時性要求較高的讀操作，但需要浪費更多服務(wù)資源?？赏ㄟ^ forks="2" 來設(shè)置最大并行數(shù)。
核心實現(xiàn)源碼：
public Result doInvoke(final Invocation invocation, List<Invoker<T>> invokers, LoadBalance loadbalance) throws RpcException {
checkInvokers(invokers, invocation);
final List<Invoker<T>> selected;
// forks數(shù)，默認(rèn)為2
final int forks = getUrl().getParameter(Constants.FORKS_KEY, Constants.DEFAULT_FORKS);
// 請求超時
final int timeout = getUrl().getParameter(Constants.TIMEOUT_KEY, Constants.DEFAULT_TIMEOUT);
// 如果設(shè)置的forks值為負(fù)數(shù)，或者超過了可用Invoker數(shù)，那么選擇所有可用Invoker，即invokers
if (forks <= 0 || forks >= invokers.size()) {
selected = invokers;
} else {
selected = new ArrayList<Invoker<T>>();
// 只選擇forks值指定的Invoker數(shù)量
for (int i = 0; i < forks; i++) {
//在invoker列表(排除selected)后,如果沒有選夠,則存在重復(fù)循環(huán)問題.見select實現(xiàn).
Invoker<T> invoker = select(loadbalance, invocation, invokers, selected);
if(!selected.contains(invoker)){//防止重復(fù)添加invoker
selected.add(invoker);
}
}
}
RpcContext.getContext().setInvokers((List)selected);
final AtomicInteger count = new AtomicInteger();
final BlockingQueue<Object> ref = new LinkedBlockingQueue<Object>();
for (final Invoker<T> invoker : selected) {
// ForkingCluster核心實現(xiàn)，多線程并行調(diào)用
executor.execute(new Runnable() {
public void run() {
try {
Result result = invoker.invoke(invocation);
// 把結(jié)果放到BlockingQueue中
ref.offer(result);
} catch(Throwable e) {
int value = count.incrementAndGet();
if (value >= selected.size()) {
ref.offer(e);
}
}
}
});
}
try {
// 從BlockingQueue中取結(jié)果：即并行調(diào)用最先返回的結(jié)果
Object ret = ref.poll(timeout, TimeUnit.MILLISECONDS);
// 如果取得的是異常，那么將異常封裝成RpcException并拋給Consumer
if (ret instanceof Throwable) {
Throwable e = (Throwable) ret;
throw new RpcException(e instanceof RpcException ? ((RpcException)e).getCode() : 0, "Failed to forking invoke provider " + selected + ", but no luck to perform the invocation. Last error is: " + e.getMessage(), e.getCause() != null ? e.getCause() : e);
}
return (Result) ret;
} catch (InterruptedException e) {
// 如果timeout指定超時時間內(nèi)還沒有返回結(jié)果，那么將異常封裝成RpcException并拋給Consumer
throw new RpcException("Failed to forking invoke provider " + selected + ", but no luck to perform the invocation. Last error is: " + e.getMessage(), e);
}
}
Broadcast Cluster
廣播調(diào)用所有提供者，逐個調(diào)用，任意一臺報錯則報錯 。通常用于通知所有提供者更新緩存或日志等本地資源信息。
核心實現(xiàn)源碼：
public Result doInvoke(final Invocation invocation, List<Invoker<T>> invokers, LoadBalance loadbalance) throws RpcException {
checkInvokers(invokers, invocation);
RpcContext.getContext().setInvokers((List)invokers);
// 保存最后一個調(diào)用的異常
RpcException exception = null;
Result result = null;
for (Invoker<T> invoker: invokers) {
try {
// 遍歷所有Invoker，每個Invoker都會被調(diào)用（不管某個Invoker是否拋出異常）
result = invoker.invoke(invocation);
} catch (RpcException e) {
exception = e;
logger.warn(e.getMessage(), e);
} catch (Throwable e) {
exception = new RpcException(e.getMessage(), e);
logger.warn(e.getMessage(), e);
}
}
// 如果調(diào)用過程有異常，那么拋出該異常
if (exception != null) {
throw exception;
}
return result;
}
Available Cluster
遍歷所有從Directory中l(wèi)ist出來的Invoker集合，調(diào)用第一個isAvailable()的Invoker，只發(fā)起一次調(diào)用，失敗立即報錯。
isAvailable()判斷邏輯如下--Client處理連接狀態(tài)，且不是READONLY：
@Override
public boolean isAvailable() {
if (!super.isAvailable())
return false;
for (ExchangeClient client : clients){
if (client.isConnected() && !client.hasAttribute(Constants.CHANNEL_ATTRIBUTE_READONLY_KEY)){
//cannot write == not Available ?
return true ;
}
}
return false;
}
