简介
熔断降级是系统设计中用来保护服务稳定性和用户体验的重要机制，尤其在高并发场景下。
想象一下家里的电路系统：当使用很多电器时，如果电流突然过载（比如同时打开所有大功率电器），电线可能因为过热而烧坏，甚至引发火灾。为了防止这种情况，家里会装保险丝（或者现代的断路器）。
正常情况：电器正常工作，电流在安全范围内，保险丝保持连接，电能畅通无阻。
过载情况：当电流超过安全值时，保险丝会“熔断”（断开电路），切断电源，保护电线和电器。虽然这会导致暂时停电，但避免了更大的损失。
降级处理：停电后，可能只能用应急灯或手电筒，而不是所有电器，这是一种“降级”措施，等到电路恢复正常再逐步恢复使用。
在编程技术中，熔断就像保险丝，降级就像应急处理，二者共同保护系统，避免因过载而崩溃。
熔断降级
在分布式系统或使用 Redis 缓存的场景中，熔断降级用于处理服务过载或依赖服务不可用时的情况。
1.熔断（Circuit Breaker）
如果应用依赖 Redis 缓存来加速查询，但 Redis 突然宕机或响应变慢，大量请求会直接打到后端的 Mysql 数据库。如果不控制，Mysql 可能被压垮，导致整个系统不可用。
熔断机制：
- 正常状态：请求正常访问 Redis 缓存，缓存命中率高，系统运行平稳。
- 半熔断状态：当 Redis 故障率达到一定阈值（比如 50% 请求超时），熔断器进入“半开”状态，部分请求被拒绝，部分请求尝试访问 Redis 测试恢复。
- 完全熔断状态：如果故障持续，熔断器“完全切断”，所有请求不再访问 Redis，而是直接触发降级逻辑，保护后端服务。
2.降级（Fallback）
当 Redis 不可用或熔断触发后，系统不会让用户看到“服务不可用”的错误页面，而是返回一个默认值、缓存的过期数据或静态页面，保障用户体验。
降级策略：
-
返回预设默认值（如商品详情返回“暂无库存”）。
-
从本地缓存中读取数据。
-
返回简化的响应（如只显示商品名称，不显示库存）。
3.例子：电商系统中的熔断降级
假设在一个电商网站上购物，Redis 缓存了商品详情：
正常情况：点击商品，系统从 Redis 快速加载数据，响应时间不到 10 毫秒，购物体验流畅。
异常情况：Redis 服务器因流量暴涨（如秒杀活动）宕机，响应时间超过 500 毫秒，数据库开始承受压力。
熔断触发：系统检测到 Redis 故障率超 70%，熔断器切断对 Redis 的请求，停止尝试访问缓存。
降级处理：系统返回一个简化的页面，只显示商品名称和图片，不显示实时库存或评论，防止数据库崩溃。还能继续浏览，但体验稍差。
恢复过程：几分钟后，Redis 恢复，熔断器进入半开状态，测试成功后关闭熔断，系统重新使用缓存，恢复正常功能。
例子：伪代码（Go语言）
一个简单的商品详情查询服务，优先从 Redis 缓存读取，如果缓存不可用，则查询数据库，但通过熔断降级防止数据库过载。
解释：
- 初始请求正常从数据库加载并缓存。
- 当遇到 error（模拟数据库故障）时，熔断器触发，进入 Open 状态。
- 后续请求触发降级，返回默认消息。
- 熔断器超时后尝试恢复（HalfOpen），成功后关闭（Closed），恢复正常访问。
举例：
package mainimport ("context""errors""fmt""github.com/go-redis/redis/v8""github.com/sony/gobreaker""sync""time"
)// 配置熔断器
var cb *gobreaker.CircuitBreaker
var once sync.Once// Redis 客户端
var rdb *redis.Client// 上下文
var ctx = context.Background()// 模拟数据库查询
func dbQuery(productID string) (string, error) {// 模拟数据库延迟或错误time.Sleep(100 * time.Millisecond)if productID == "error" {return "", fmt.Errorf("database error for product %s", productID)}return fmt.Sprintf("Product %s details from DB", productID), nil
}// 从 Redis 获取数据
func getFromCache(productID string) (string, error) {val, err := rdb.Get(ctx, "product:"+productID).Result()if errors.Is(err, redis.Nil) {return "", fmt.Errorf("cache miss for product %s", productID)} else if err != nil {return "", err}return val, nil
}// 将数据写入 Redis
func setToCache(productID, value string) error {return rdb.Set(ctx, "product:"+productID, value, 5*time.Minute).Err()
}// 熔断器初始化
func initCircuitBreaker() {cbSettings := gobreaker.Settings{Name: "RedisCircuitBreaker",MaxRequests: 3, // 在 5 秒窗口内最多允许 3 次请求。Interval: 5 * time.Second, // 统计时间窗口为 5 秒。Timeout: 2 * time.Second, // 熔断后等待 2 秒尝试恢复。// 当请求数 >= 3 且失败率 >= 60% 时触发熔断。ReadyToTrip: func(counts gobreaker.Counts) bool {failureRatio := float64(counts.TotalFailures) / float64(counts.Requests)return counts.Requests >= 3 && failureRatio >= 0.6 // 失败率超过60%时熔断
},// 监控熔断状态变化，打印日志。OnStateChange: func(name string, from gobreaker.State, to gobreaker.State) {fmt.Printf("Circuit Breaker %s changed from %s to %s\n", name, from, to)},}cb = gobreaker.NewCircuitBreaker(cbSettings)
}// 获取商品详情
func getProductDetail(productID string) (string, error) {once.Do(initCircuitBreaker) // 确保熔断器只初始化一次// 尝试从缓存读取cacheVal, err := getFromCache(productID)if err == nil {return cacheVal, nil}// 使用熔断器执行数据库操作result, err := cb.Execute(func() (interface{}, error) {dbVal, dbErr := dbQuery(productID)if dbErr == nil {setToCache(productID, dbVal) // 成功后缓存数据
}return dbVal, dbErr})if err != nil {// 熔断或错误时触发降级return fallback(productID), nil}return result.(string), nil
}// 降级逻辑
func fallback(productID string) string {// 模拟降级返回默认值return fmt.Sprintf("商品 %s 详情暂不可用，请稍后重试", productID)
}func main() {// 初始化 Redis 客户端rdb = redis.NewClient(&redis.Options{Addr: "localhost:6379", // Redis 地址Password: "", // Redis 密码（如果有）DB: 0, // 使用默认数据库
})// 测试for i := 0; i < 10; i++ {productID := fmt.Sprintf("prod%d", i%2) // 模拟两个商品if i == 3 {productID = "error" // 模拟一次数据库错误
}detail, err := getProductDetail(productID)if err != nil {fmt.Printf("Error: %v\n", err)} else {fmt.Printf("Product %s Detail: %s\n", productID, detail)}time.Sleep(200 * time.Millisecond) // 模拟请求间隔
}// 清理
rdb.Close()
}
结果：
Product prod0 Detail: Product prod0 details from DB
Product prod1 Detail: Product prod1 details from DB
Product prod0 Detail: Product prod0 details from DB
Product error Detail: 商品 error 详情暂不可用，请稍后重试
Product prod0 Detail: Product prod0 details from DB
Product prod1 Detail: Product prod1 details from DB
Product prod0 Detail: Product prod0 details from DB
Product prod1 Detail: Product prod1 details from DB
Product prod0 Detail: Product prod0 details from DB
Product prod1 Detail: Product prod1 details from DB