编辑“︁熔断与降级”︁

{{Note|本文介绍分布式系统中的关键容错机制'''熔断与降级'''，适用于微服务架构及高并发场景设计。}}

== 概述 ==
'''熔断（Circuit Breaking）'''与'''降级（Degradation）'''是分布式系统中保障服务稳定性的核心策略，通过牺牲部分非核心功能或请求，防止系统因过载或依赖服务故障而完全崩溃。两者的核心差异在于：

* '''熔断'''：当错误率超过阈值时，主动切断对故障服务的调用，进入"快速失败"模式
* '''降级'''：在系统压力过大时，暂时关闭非关键功能或返回简化结果

{{TOC limit|3}}

== 工作原理 ==

=== 熔断机制 ===
熔断器通常有三种状态，可通过[[状态模式]]实现：

<mermaid>
stateDiagram-v2
    [*] --> Closed: 初始状态
    Closed --> Open: 失败次数≥阈值
    Open --> HalfOpen: 经过冷却时间
    HalfOpen --> Closed: 探测请求成功
    HalfOpen --> Open: 探测请求失败
</mermaid>

数学表达式描述熔断触发条件：
<math>
\begin{cases}
\text{触发熔断} & \text{当 } \frac{\text{failureCount}}{\text{totalRequests}} \geq \text{threshold} \\
\text{恢复服务} & \text{当 } \text{healthCheck}() = \text{true}
\end{cases}
</math>

=== 降级策略 ===
常见降级方式包括：
* '''功能降级'''：关闭非核心功能（如商品详情页隐藏推荐模块）
* '''数据降级'''：返回缓存数据或简化数据模型
* '''延迟降级'''：将实时请求转为异步处理

== 实现示例 ==

=== Spring Cloud Hystrix 示例 ===
<syntaxhighlight lang="java">
// 熔断配置
@HystrixCommand(
    fallbackMethod = "getDefaultResponse",
    commandProperties = {
        @HystrixProperty(name="circuitBreaker.requestVolumeThreshold", value="10"),
        @HystrixProperty(name="circuitBreaker.sleepWindowInMilliseconds", value="5000")
    }
)
public String callExternalService() {
    // 调用可能失败的外部服务
    return restTemplate.getForObject("http://external/api", String.class);
}

// 降级方法
public String getDefaultResponse() {
    return "Service Temporarily Unavailable";
}
</syntaxhighlight>

'''输入/输出示例'''：
{{TableStart}}
| 场景 | 正常响应 | 熔断后响应
| 外部服务正常 | "Actual response data" | -
| 外部服务宕机 | 抛出异常 | "Service Temporarily Unavailable"
{{TableEnd}}

=== Go 语言实现 ===
<syntaxhighlight lang="go">
type CircuitBreaker struct {
    failures     int
    threshold    int
    resetTimeout time.Duration
    state       string // "closed", "open", "half-open"
}

func (cb *CircuitBreaker) AllowRequest() bool {
    switch cb.state {
    case "open":
        return false
    case "half-open":
        return time.Now().After(cb.lastFailure.Add(cb.resetTimeout))
    default:
        return true
    }
}
</syntaxhighlight>

== 实际应用案例 ==

=== 电商系统案例 ===
'''场景'''：支付服务依赖第三方支付网关

'''处理流程'''：
1. 当连续3次调用支付网关超时（熔断条件）
2. 系统自动切换至「账户余额支付」降级方案
3. 每30秒尝试恢复连接（半开状态）
4. 成功1次后完全恢复

'''效果对比'''：
{{TableStart}}
| 策略 | 成功率 | 平均响应时间
| 无熔断 | 62% | 3200ms
| 启用熔断 | 98% | 210ms
{{TableEnd}}

== 配置建议 ==

{| class="wikitable"
|+ 熔断参数典型配置
! 参数 !! 建议值 !! 说明
|-
| 滑动窗口大小 || 20-100请求 || 统计错误率的样本量
|-
| 错误率阈值 || 50-70% || 触发熔断的临界值
|-
| 冷却时间 || 5-30秒 || Open→HalfOpen的等待时间
|}

== 常见误区 ==
* '''过度熔断'''：阈值设置过严导致正常请求被阻断
* '''降级无预案'''：未提前设计降级方案导致系统雪崩
* '''忽略监控'''：未对熔断事件进行告警和日志记录

== 进阶话题 ==
* 熔断与[[限流]]的组合使用
* 自适应熔断算法（如Netflix的[[动态权重调整]]）
* 分布式场景下的熔断传播机制

{{See also|相关技术}}
* [[服务雪崩效应]]
* [[弹性设计模式]]
* [[微服务架构]]

{{Stub|section}} <!-- 标记可扩展内容 -->

[[Category:计算机科学]]
[[Category:面试技巧]]
[[Category:系统设计]]