系统架构设计师面试笔记

Hystrix是一个流行的Java库,用于实现微服务架构中的容错和熔断功能。在这篇面试笔记中,我们将讨论Hystrix的设计思想、目的,以及如何使用Hystrix解决分布式系统中的雪崩效应等问题。此外,还将介绍Hystrix中的命令模式、观察者模式以及如何根据QPS和失败率等参数调整Hystrix的熔断策略。希望这些内容能帮助您更好地了解Hystrix,以及在实际项目中应用Hystrix的方法和技巧。

岗位: 系统架构设计师 从业年限: 3年

简介:

问题1:请简要介绍一下Hystrix的原理和作用?

考察目标:帮助被面试人更好地理解Hystrix的设计思想和目的。

回答: Hystrix是一种非常实用的Java库,主要用于实现微服务架构中的容错和熔断功能。它的工作原理是命令模式,通过包装对外部服务的调用,实现对服务的控制和管理。Hystrix的核心作用是在分布式系统中防止服务雪崩,保证系统的可用性和稳定性。

举个例子,在一个电商系统中,如果用户的下单、支付等操作非常频繁,可能会导致系统崩溃或者响应变慢。这时候,我们可以使用Hystrix来控制订单的提交速度,限制单次请求的数量,防止系统过载。具体实现上,我们可以通过HystrixCommand来封装下单操作,设置最大并发请求数量,并在达到限制时抛出异常,停止请求的执行。这样,即使系统出现了故障或者网络波动,也能够保持orders的稳定性和可用性。

此外,Hystrix还提供了其他很多实用功能,比如熔断、降级、超时等。通过灵活的使用Hystrix,我们可以有效提高系统的可靠性和稳定性,降低维护成本。

问题2:如何使用Spring Cloud进行服务注册与发现?

考察目标:考察被面试人对Spring Cloud的理解和实际应用经验。

回答: 在我们项目中,我们使用Spring Cloud进行服务注册与发现,主要采用了Eureka作为服务注册中心。Eureka是一个非常流行的开源服务注册中心,提供简单易用的API和强大的功能。

在项目中,我们首先在启动类上添加了@EnableEurekaServer注解,这就会启用Eureka服务注册中心。接下来,我们创建了一个服务类,实现ApplicationListener接口,用于监听Eureka Server发送的服务注册和更新事件。

具体来说,我们在服务类中实现了onApplicationEvent()方法,根据事件类型进行相应的处理。例如,当收到服务注册事件时,我们会将新的服务实例添加到服务注册表中,并更新其他服务实例的引用。当收到服务更新事件时,我们会重新加载受影响的服务的配置,以确保其处于最新状态。

为了让我们的应用程序更易于使用Eureka,我们还创建了一个基于Java的客户端应用程序。这个应用程序使用RestTemplate向Eureka Server发送HTTP请求,以获取服务实例。这样,我们就可以轻松地在项目中实现服务注册与发现了,而且可以方便地扩展和管理服务实例。

总的来说,通过使用Spring Cloud和Eureka,我们可以在项目中高效地实现服务注册与发现,同时提高了开发效率和系统可维护性。参加相关的事件学习,比如Hystrix原理学习、Hystrix命令模式学习等,也进一步提升了我们的专业知识和实践能力。

问题3:什么是命令模式,您是如何在Hystrix中实现这种模式的?

考察目标:考察被面试人对于设计模式的理解和实践经验。

回答: 命令模式是一种行为型设计模式,它将请求封装为一个对象,从而可以使用不同的请求参数化其他对象。在Hystrix中,我们使用HystrixCommand接口和HystrixObservableCommand接口实现了命令模式。HystrixCommand接口定义了一个命令的接收者和执行操作,而HystrixObservableCommand接口则提供了观察者模式的支持。

举个例子,当我们需要对一个外部服务进行调用时,我们可以创建一个HystrixCommand对象,设置请求参数和超时时间,然后将该命令提交给Hystrix线程池执行。在整个过程中,我们可以根据实际情况调整命令的执行策略,比如根据当前系统的负载情况,调整请求的频率或者增加重试次数。这样就实现了命令模式的优势,即可以简化客户端代码,提高代码的可维护性和可读性。

而在Hystrix中,我们还可以通过HystrixCommandGroupKey和HystrixThreadPoolKey对命令进行分组管理,进一步提高代码的复用性和可扩展性。总的来说,通过Hystrix实现了命令模式,使得我们在处理外部服务调用时的代码更加简洁、高效,提高了整个系统的稳定性和可靠性。

问题4:能否举例说明Hystrix如何解决分布式系统中的雪崩效应?

考察目标:帮助被面试人深入理解Hystrix在分布式系统中的应用场景。

回答: 在我之前的一个项目中,我们使用了Hystrix来解决分布式系统中的雪崩效应。当时,我们为电商系统开发了一个推荐模块,负责给用户提供个性化的商品推荐。然而,当某个商品的点击量突然增加时,系统可能会出现故障,导致其他商品无法正常显示。这就是所谓的雪崩效应。

为了解决这个问题,我们采用了Hystrix的命令模式,对推荐逻辑进行了封装。具体地说,我们把推荐商品的请求封装成一个HystrixCommand,并为这个命令设置了超时时间和重试次数限制。当商品的点击量达到一定阈值时,Hystrix会自动触发重试,同时还会记录失败日志。这样一来,推荐的商品就能正常显示,同时系统也不会因为过多的请求而导致崩溃。

除此之外,我们还利用了Hystrix的熔断器和调用链功能,以进一步提高系统的稳定性和可靠性。当某个请求由于超时或失败而被拒绝时,Hystrix会将这个请求加入到调用链中,等待下次尝试。这样就避免了请求在系统中形成环路,导致的无限循环和资源占用。

通过采用这些措施,我们成功地解决了电商系统中的雪崩效应,保证了推荐功能的稳定性和可靠性,同时也提升了系统的性能和可用性。

问题5:如何通过Hystrix命令模式实现对外部服务的松耦合?

考察目标:考察被面试人对于Hystrix命令模式的掌握程度。

回答: 使用Hystrix命令模式实现对外部服务的松耦合,可以让我们在不改变外部服务的情况下,对内部服务进行封装和控制。举个例子,假设我们有一个外部服务API,如果不使用Hystrix,我们可能需要直接调用API来获取监控数据。这样会直接影响到API的性能,而且如果我们修改了内部的代码,API的接口可能会发生变化,增加了我们的工作量。而如果使用Hystrix命令模式,我们可以通过HystrixCommand来包装对外部服务的调用,这样可以让我们在不改变外部服务的情况下,对内部服务进行控制和监控。比如,我们可以创建一个HystrixCommand来监控API的调用次数和响应时间,当调用次数超过一定阈值时,我们可以触发Hystrix的熔断策略,让API暂时不可用,等到问题解决后再恢复。通过这种方式,我们可以实现对外部服务的松耦合,既保证了系统的稳定性,又提高了开发效率。

问题6:如何使用RollingNumber类在Hystrix中实现对请求频率的统计?

考察目标:帮助被面试人了解Hystrix中的RollingNumber类以及其在请求频率统计中的应用。

回答: “`java // 对登录接口创建一个命令 HystrixCommand loginCommand = Hystrix.command(); loginCommand .setCommandKey(“loginCommand”) // 为命令设置唯一的键 .setFixedDelay(Duration.ofMillis(100)) // 设置超时时间 .setWindowSize(rollingsNumber) // 将RollingNumber对象绑定到命令上,用于统计请求频率 .build(); // 构建命令

// 登录成功后的回调函数 @Override public void doAfterLoginSuccess(HttpResponse response, HttpRequest request) { // 这里可以通过rollingsNumber.get()获取到登录接口的请求次数 }

##### 问题7:请介绍一下Hystrix与RxJava的集成原理以及实际应用场景? > 考察目标:考察被面试人对Hystrix与RxJava集成的理解以及其在实际项目中的应用。 **回答:** 在Hystrix和RxJava的集成过程中,我们将两个工具结合起来,以实现非阻塞的反应式执行和函数组合。具体而言,我们会将每个外部服务 wrapper around Hystrix和RxJava。当外部服务调用失败时,Hystrix会直接抛出异常,并通知RxJava进行处理。RxJava会根据Hystrix提供的 QPS 和失败率等信息,决定是否需要执行熔断操作。如果需要熔断,它会通过 RxJava 的 observeOn() 方法,将订单处理的任务放在一个新的线程池中,从而避免阻塞主线程。在这个过程中,我们可以使用 RxJava 提供的各种操作,例如 map、flatMap、filter 等,来实现订单处理的各个环节。这样,我们就能够实现在 Hystrix 和 RxJava 之间的高效集成,提高系统的稳定性和可靠性。举个例子,假设我们要实现一个电商系统的订单处理功能。在这个系统中,我们需要调用多个外部服务,例如支付接口、库存服务和物流服务等。为了保证系统的稳定性和可靠性,我们需要实现对这类服务的熔断功能。我们可以使用 Hystrix 来来实现这个功能,同时使用 RxJava来实现非阻塞的反应式执行和函数组合。具体地,我们可以将每个外部服务 wrapper around Hystrix 和 RxJava。当外部服务调用失败时,Hystrix 会直接抛出异常,并通知 RxJava 进行处理。RxJava 会根据 Hystrix 提供的 QPS 和失败率等信息,决定是否需要执行熔断操作。如果需要熔断,它会通过 RxJava 的 observeOn() 方法,将订单处理的任务放在一个新的线程池中,从而避免阻塞主线程。在这个过程中,我们可以使用 RxJava 提供的各种操作,例如 map、flatMap、filter 等,来实现订单处理的各个环节。这样,我们就能够实现在 Hystrix 和 RxJava 之间的高效集成,提高系统的稳定性和可靠性。 ##### 问题8:请详细解释Hystrix如何通过线程池来实现调用线程的隔离? > 考察目标:帮助被面试人深入理解Hystrix线程隔离的实现机制。 **回答:** 在Hystrix中,我们通过使用线程池来实现调用线程的隔离。具体来说,Hystrix会为每个命令创建一个独立的线程池,这个线程池由一组线程组成,这些线程都是从Hystrix的线程池中获取的。这样,每个命令都可以在自己的线程池中独立运行,不会与其他命令的线程发生冲突。 举个例子,假设我们要调用一个外部API,Hystrix会为这个API创建一个线程池,然后在这个线程池中发起请求。如果这个API返回了一个异常,Hystrix会捕获这个异常,并记录下来。如果我们在这个线程池中发现了太多的异常,那么Hystrix会认为这个API的调用可能会导致系统崩溃,于是它会启动一个新的线程来重试这个API的调用。 这种方式的优点在于,它可以确保每个命令都在自己的线程池中独立运行,避免了线程之间的冲突和干扰。同时,它也提供了一种有效的方式来处理外部API的调用,即使这个API的调用失败了,Hystrix也可以准确地定位到是哪个命令的线程导致了这个问题,从而更好地进行了调试和优化。 ##### 问题9:如何根据QPS和失败率等参数调整Hystrix的熔断策略? > 考察目标:考察被面试人对于Hystrix熔断策略的理解和实践经验。 **回答:** 一方面是QPS,另一方面是失败率。 首先关注QPS,也就是衡量系统性能的关键指标之一。如果我们的系统的QPS较低,那么我们可以适当减少Hystrix的熔断阈值,以便更早地触发熔断,从而提高系统的可用性。举个例子,假设我们的系统QPS只有100,Hystrix的默认熔断阈值是10,那么我们可以将熔断阈值调整为9,这样当QPS达到90时就会触发熔断。 接着关注失败率,也就是衡量系统稳定性的一个重要指标。如果我们的系统的失败率较高,那么我们应该适当增加Hystrix的熔断阈值,以便在更多的失败情况下触发熔断,从而提高系统的稳定性。举个例子,假设我们的系统失败率已经达到了10%,而Hystrix的默认熔断阈值是10,那么我们可以将熔断阈值调整为11,这样当失败率达到10%时就会触发熔断。 综上所述,调整Hystrix的熔断策略需要根据具体的业务场景和数据进行分析。在这个过程中,我们要充分考虑QPS和失败率等参数,以便在保证系统可用性的同时,提高系统的稳定性。 ##### 问题10:请介绍一下Hystrix中的观察者模式以及如何在实际项目中应用? > 考察目标:帮助被面试人了解Hystrix观察者模式以及其在实际项目中的应用。 **回答:** “` @Service public class UserService { private final CommandClient commandClient; @Autowired public UserService(CommandClient commandClient) { this.commandClient = commandClient; } public User queryUser(@RequestParam Long id) { return commandClient.execute(command -> command.withId(id)); } public User updateUser(@RequestParam Long id, @RequestBody User user) { return commandClient.execute(command -> command.withId(id).withUser(user)); } public void deleteUser(@RequestParam Long id) { commandClient.execute(command -> command.withId(id).withCaller()); } }

在这个例子中,我们将 Hystrix 命令对象注入到了 UserService 中,并在需要的时候调用了它们。这样,我们就成功地应用了观察者模式,实现了对 Hystrix 命令的分组管理。

点评: 被面试人在面试中表现非常出色,对 Hystrix 框架的理解和实践经验相当丰富。他能够结合具体项目实例,详细阐述 Hystrix 的作用和优势,展现出扎实的 Java 基础和良好的编程能力。在面试过程中,他还能够针对不同的场景,探讨如何在 Hystrix 中实现不同类型的熔断策略和观察者模式,显示出较高的技术水平和实战经验。总之,被面试人的表现非常出色,是一个非常有潜力的人才。

IT赶路人

专注IT知识分享