构建高可用应用的设计模式与实践

高可用性(High Availability, HA)是现代分布式系统中必不可少的特性之一。高可用应用能够在面对系统故障、网络分区或资源压力等多种情况下,依然保证服务的连续性和稳定性。本文将介绍构建高可用应用的常见设计模式与实践,并提供Java代码示例帮助读者更好地理解这些概念。

1. 服务熔断与降级

服务熔断(Circuit Breaker)和降级(Fallback)模式是确保系统在部分功能失效时仍能提供核心服务的关键手段。熔断器用于监控服务调用,如果调用失败率超过阈值,熔断器打开,后续的调用将被直接拒绝,从而避免故障蔓延。降级则提供备用方案,在主服务不可用时返回默认值或执行备选逻辑。

示例代码

使用Netflix Hystrix来实现服务熔断与降级:

import com.netflix.hystrix.HystrixCommand;
import com.netflix.hystrix.HystrixCommandGroupKey;public class FetchDataCommand extends HystrixCommand<String> {public FetchDataCommand() {super(HystrixCommandGroupKey.Factory.asKey("ExampleGroup"));}@Overrideprotected String run() throws Exception {// 模拟服务调用if (Math.random() > 0.5) {throw new RuntimeException("Service failure!");}return "Service response";}@Overrideprotected String getFallback() {return "Fallback response";}public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 10; i++) {FetchDataCommand command = new FetchDataCommand();String response = command.execute();System.out.println(response);}}
}
2. 重试机制

重试机制(Retry Mechanism)在遇到临时性故障时,通过多次重试来增加操作成功的概率。这种模式特别适用于那些偶尔因为网络抖动或短暂性故障而失败的操作。

示例代码

使用Spring Retry实现重试机制:

import org.springframework.retry.annotation.Backoff;
import org.springframework.retry.annotation.Retryable;
import org.springframework.stereotype.Service;@Service
public class RetryService {@Retryable(value = {RuntimeException.class}, maxAttempts = 5, backoff = @Backoff(delay = 2000))public String fetchData() {if (Math.random() > 0.5) {throw new RuntimeException("Temporary failure!");}return "Data fetched successfully";}
}
3. 限流与负载均衡

限流(Rate Limiting)和负载均衡(Load Balancing)是应对高并发请求的重要工具。限流通过限制请求速率来保护系统免受过载。负载均衡则分配请求到多台服务器上,以提高系统的吞吐量和可靠性。

示例代码

使用Spring Cloud Gateway进行限流和负载均衡配置:

spring:cloud:gateway:routes:- id: example_routeuri: http://localhost:8080predicates:- Path=/example/**filters:- name: RequestRateLimiterargs:redis-rate-limiter:replenishRate: 10burstCapacity: 20
import org.springframework.cloud.gateway.route.RouteLocator;
import org.springframework.cloud.gateway.route.builder.RouteLocatorBuilder;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configuration
public class GatewayConfig {@Beanpublic RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) {return builder.routes().route("example_route", r -> r.path("/example/**").filters(f -> f.requestRateLimiter(c -> c.setRateLimiter(redisRateLimiter()))).uri("http://localhost:8080")).build();}private RedisRateLimiter redisRateLimiter() {return new RedisRateLimiter(10, 20);}
}
4. 数据冗余与备份

数据冗余(Data Redundancy)和备份(Backup)是保证数据持久性和可用性的核心手段之一。将重要数据存储在多个副本中,能够在一个数据副本失效时,快速切换到其他副本。

示例代码

使用Spring Data JPA和Spring Batch进行数据备份:

import org.springframework.batch.core.Job;
import org.springframework.batch.core.JobParametersBuilder;
import org.springframework.batch.core.launch.JobLauncher;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;@Component
public class BackupService {@Autowiredprivate JobLauncher jobLauncher;@Autowiredprivate Job backupJob;public void backupData() {try {jobLauncher.run(backupJob, new JobParametersBuilder().toJobParameters());} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}
import org.springframework.batch.core.Job;
import org.springframework.batch.core.Step;
import org.springframework.batch.core.configuration.annotation.JobBuilderFactory;
import org.springframework.batch.core.configuration.annotation.StepBuilderFactory;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configuration
public class BatchConfig {@Beanpublic Job backupJob(JobBuilderFactory jobBuilders, Step step1) {return jobBuilders.get("backupJob").start(step1).build();}@Beanpublic Step step1(StepBuilderFactory stepBuilders) {return stepBuilders.get("step1").<String, String>chunk(10).reader(new DummyReader()).processor(new DummyProcessor()).writer(new DummyWriter()).build();}
}
5. 健康检查与自动恢复

健康检查(Health Check)和自动恢复(Auto Recovery)是保证系统持续运行的重要手段。通过定期检测服务的健康状态,可以及时发现并恢复故障节点。

示例代码

使用Spring Boot Actuator进行健康检查:

import org.springframework.boot.actuate.health.Health;
import org.springframework.boot.actuate.health.HealthIndicator;
import org.springframework.stereotype.Component;@Component
public class CustomHealthIndicator implements HealthIndicator {@Overridepublic Health health() {// 自定义健康检查逻辑if (checkServiceHealth()) {return Health.up().withDetail("Service", "Available").build();} else {return Health.down().withDetail("Service", "Unavailable").build();}}private boolean checkServiceHealth() {// 模拟健康检查逻辑return Math.random() > 0.5;}
}
6. 结论

构建高可用应用需要综合运用多种设计模式和实践,包括服务熔断、重试机制、限流与负载均衡、数据冗余与备份、健康检查与自动恢复等。这些模式和实践能够帮助开发者应对各种故障场景,提高系统的可靠性和稳定性。希望本文通过详细的解释和代码示例,能够帮助你更好地理解和应用这些技术,构建高可用的Java应用。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/bicheng/48039.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

测试用例的设计方法

等价类 等价类概念&#xff1a;在所有测试的数据中&#xff0c;具有某种共同特征的数据子集 边界值 边界值分析是对程序输入或输出的边界值进行测试的一种黑盒测试方法 边界值是作为等价类的补充&#xff0c;其主要区别是&#xff1a; 边界值测试设计不是从某一个等价类中…

nacos注释配置未生效?

遇到的问题 Nacos中修改配置将配置的key 的注释&#xff0c;配置未发生变更问题 NacosValueAnnotationBeanPostPorcessor中有&#xff0c;获取key&#xff0c;是获取的所有注解上的值&#xff0c;而values是enviroment中的属性值 当我们注释掉nacos中的属性时&#xff0c;ke…

15. 【C++】详解搜索二叉树 | KV模型

目录 1.定义 初始化 插入 查找 删除 完整代码 2.运用 K 模型和 KV 模型详解 K 模型 KV 模型 代码解释 为了更好地理解 map 和 set 的特性&#xff0c;和后面讲解查找效率极高的平衡搜索二叉树&#xff0c;和红黑树去实现模拟&#xff0c;所以决定在这里对搜索二叉树…

Google资深工程师深度讲解Go语言-课程笔记

课程目录&#xff1a; 第1章 课程介绍 欢迎大家来到深度讲解Go语言的课堂。本课程将从基本语法讲起&#xff0c;逐渐深入&#xff0c;帮助同学深度理解Go语言面向接口&#xff0c;函数式编程&#xff0c;错误处理&#xff0c;测试&#xff0c;并行计算等元素&#xff0c;并带…

(vue)Vue读取public中的json文件,打包后只需更改包文件

(vue)Vue读取public中的json文件,打包后只需更改包文件 背景&#xff1a;增加账号需求。原本是在页面&#xff0c;每次都需技术人员添加再打包部署&#xff0c;现在放到json里&#xff0c;以后直接服务器改json就行。 旧版&#xff1a; let userArr [{username:aaa,password:…

VLAN 划分案例详解

vlan 的应用在网络项目中是非常广泛的&#xff0c;基本上大部分的项目都需要划分 vlan&#xff0c;这里从基础的 vlan 的知识开始&#xff0c;了解 vlan 的划分原理。 为什么需要 vlan&#xff1a; 1、什么是 VLAN&#xff1f; VLAN&#xff08;Virtual LAN&#xff09;&…

springboot 之 使用easyexcel导出数据时数据格式转换问题

背景 导出数据库中的数据&#xff0c;有些字段格式为LocalDateTime需要转化为String. 软件版本 springboot 2.7.17 easyexcel 3.0.5 代码 //实现相关接口&#xff0c;进行格式转化 import com.alibaba.excel.converters.Converter; import com.alibaba.excel.metadata.Globa…

Python数据分析实战:利用ARIMA模型洞察股市规律

在股市中&#xff0c;数据的波动与变化风云莫测&#xff0c;难以捉摸。然而&#xff0c;借助科学的分析方法和工具&#xff0c;我们或许能够找到一些数据规律。今天&#xff0c;我们聊聊如何使用Python编程语言&#xff0c;结合ARIMA模型来洞察股市的变幻&#xff0c;为我们的投…

精确控制Conda环境:使用conda install命令安装特定版本的包

精确控制Conda环境&#xff1a;使用conda install命令安装特定版本的包 在Python项目开发中&#xff0c;依赖管理是确保项目可复现性和稳定性的关键环节。Conda作为Anaconda发行版中的包管理器&#xff0c;提供了强大的依赖管理功能&#xff0c;允许用户安装和管理不同版本的包…

【TCP通信】

7.18学习记录 NetAssist.exeTCP/IP协议准备工作做好之后开始创建方案 通信架构设备管理接收事件发送事件心跳管理响应配置 VM4.0二次开发 NetAssist.exe 网络协议调试助手文件&#xff0c;支持UDP和TCP协议。只需要输入主机的地址和端口就能获取数据解析。要用到的协议是 TCP/…

wps office 2019 Pro Plus 集成序列号Vba安装版教程

前言 wps office 2019专业增强版含无云版是一款非常方便的办公软件&#xff0c;我们在日常的工作中总会碰到需要使用WPS的时候&#xff0c;它能为我们提供更好的文档编写帮助我们更好的去阅读PDF等多种格式的文档&#xff0c;使用起来非常的快捷方便。使用某银行专业增强版制作…

Python面试题:编写一个程序,实现一个简单的聊天机器人,主要的思路和方法是什么

编写一个简单的聊天机器人&#xff08;Chatbot&#xff09;&#xff0c;可以通过以下步骤和方法实现&#xff1a; 定义问题和回答的映射&#xff1a;设计一些常见问题及其对应的回答。接受用户输入&#xff1a;获取用户的输入并进行处理。匹配用户输入&#xff1a;根据用户的输…

生活中生智慧

【 圣人多过 小人无过 】 觉得自己做得不够才能做得更好&#xff0c;互相成全&#xff1b;反求诸己是致良知的第一步&#xff1b;有苦难才能超越自己&#xff0c;开胸怀和智慧&#xff1b;不浪费任何一次困苦&#xff0c;危机中寻找智慧&#xff0c;成长自己。 把困苦当作当下…

Linux——awk操作符

[rootlocalhost ~] # awk BEGIN{x2;y3;print x**y,x^y,x*y,x/y,xy,x-y,x%y} 8 8 6 0 .666667 5 -1 2 赋值运算符 条件运算符 awk 中的条件运算符只有一个&#xff0c;其语法如下&#xff1a; expression?value1:value2 这是一个三目运算符&#xff0c;当表达式 expre…

特征交互的艺术:在sklearn中进行特征交互性建模

特征交互的艺术&#xff1a;在sklearn中进行特征交互性建模 在机器学习中&#xff0c;特征交互性建模是一种强大的技术&#xff0c;它可以帮助模型学习特征之间的复杂关系。通过这种方式&#xff0c;模型不仅能够捕捉单个特征的影响&#xff0c;还能够理解特征组合对目标变量的…

MySQL索引特性(上)

目录 索引的重要 案例 认识磁盘 MySQL与存储 先来研究一下磁盘 扇区 定位扇区 结论 磁盘随机访问与连续访问 MySQL与磁盘交互基本单位 建立共识 索引的理解 建立测试表 插入多条记录 局部性原理 所有的MySQL的操作(增删查改)全部都是在MySQL当中的内存中进行的&am…

【算法基础】Dijkstra 算法

定义&#xff1a; g [ i ] [ j ] g[i][j] g[i][j] 表示 v i v_i vi​ 到 $v_j $的边权重&#xff0c;如果没有连接&#xff0c;则 g [ i ] [ j ] ∞ g[i][j] \infty g[i][j]∞ d i s [ i ] dis[i] dis[i] 表示 v k v_k vk​ 到节点 v i v_i vi​ 的最短长度&#xff0c; …

深入比较:Linux 系统监控工具 `top` 与 `htop` 的全面解析

深入比较&#xff1a;Linux 系统监控工具 top 与 htop 的全面解析 深入比较&#xff1a;Linux 系统监控工具 top 与 htop 的全面解析 大纲&#xff1a;摘要&#xff1a;内容&#xff1a; 引言top 命令详解 基本用法和界面布局常用选项和快捷键实际应用示例 htop 命令详解 基本…

【删除链表的倒数第N个节点】python刷题记录

目录 哑结点 为什么设置哑节点&#xff1f; 方法1&#xff08;先遍历统计长度&#xff0c;再查找具体位置&#xff09;&#xff1a; 方法2&#xff08;双指针&#xff09;&#xff1a; 链表基本用法 哑结点 在链表前面添加哑节点&#xff0c;指向头节点 为什么设置哑节点…

系统架构师考点--统一建模语言UML

大家好。今天我来总结一下面向对象的第二个考点–统一建模语言UML。 UML(统一建模语言)是一种可视化的建模语言&#xff0c;而非程序设计语言&#xff0c;支持从需求分析开始的软件开发的全过程。UML的结构包括构造块、规则和公共机制三个部分。其中考点主要集中在构造块部分&…