前言

商城或web站點的用戶訪問量出乎意料地增加了很多，超出了系統(tǒng)的負載能力， 系統(tǒng)有些扛不住，繼而導致注
冊，下單，支付什么的全部在繞圈卡住，繼而導致公司業(yè)務損失了不少用戶和訂單。。

一、引子

面對一大波訪問量出乎意料地涌入，超出了系統(tǒng)正常的負載范圍，我們可以采用降級來應對，何謂降級？就是將不重要的服務和功能采用屏蔽，或降低實時性，或延遲處理，等等方式，最終目的是保證核心服務可用。

二、什么是降級, 為什么降級，降級的場景？

降級的最終目的是保證核心服務的高可用。過程就是丟卒保帥，有些服務是無法降級的，比如支付。
當我們的服務器壓力劇增為了保證核心功能的可用性 ，而選擇性的降低一些功能的可用性，或者直接關閉該功能。
這就是典型的丟車保帥了。 就比如貼吧類型的網(wǎng)站，當服務器吃不消的時候，可以選擇把發(fā)帖功能關閉，注冊功能關閉，改密碼，改頭像這些都關了，為了確保登錄和瀏覽帖子這種核心的功能。
降級的原理：就是降低次要功能的可用性實用性，增加核心功能的高可用性。
降級的實現(xiàn)原理是多樣多樣的。利用一個降級開關，以這個開關為判斷依據(jù)，切換數(shù)據(jù)的獲取方式，比如當mysql負載高的時候，可以從mysql切換到redis，比如從redis切換到靜態(tài)文件，比如從錯誤頻發(fā)的新版本切換到老版本等等。 這個開關是根據(jù)現(xiàn)狀來配置的，比如當新版本錯誤頻發(fā)的時候，我們可以配置這個開關為從老版本獲取數(shù)據(jù)。

三、降級的種類

• 根據(jù)降級的開關位置：分為服務代碼降級和開關前置降級代碼降級就是利用代碼控制，這種方式比前置降級要low并不推薦
  前置降級是把降級開關放到http請求鏈路層的上游，降低鏈路層消耗。比如提升到nginx，甚至可以提升到前
  端，當提升到前端，后端訪問壓力接近于0

拓展：【如何提升到前端】
可以通過一個從服務器獲取的js腳本進行控制。

• 根據(jù)讀寫：分為讀降級和寫降級。

讀降級，比如，讀取動態(tài)數(shù)據(jù)，降級為讀取靜態(tài)數(shù)據(jù)。 寫降級，
比如，寫入mysql，降級為寫入消息隊列， 等高峰期過后，在從隊列寫入mys

• 根據(jù)降級的性質(zhì)：分為返回內(nèi)容降級，限流降級，限速降級。

返回內(nèi)容降級，比如，返回實時數(shù)據(jù)，降級為返回兜底數(shù)據(jù) 限流降級，
比如，1000個請求，我只接受500個。 這么做也是無奈之下選擇，要不然系統(tǒng)崩了 誰都訪問不了 限速降級，
比如，對于那些訪問過于頻繁的ip進行限速

拓展：【限流限速】
nginx自帶限流限速，比如ngx_http_limit_req_module和ngx_http_limit_conn_module 。但是這類模塊只是提供了在nginx配置文件中進行簡單的參數(shù)配置。 如果想更加靈活和功能更多，可以編寫自己的lua代碼進行控制，而不是用現(xiàn)成的模塊進行配置文件修 改。
4.根據(jù)降級的維護特點：分為手動降級和自動降級手動降級，是人為看到系統(tǒng)負載異常后，手動調(diào)整降級
自動降級，是系統(tǒng)監(jiān)測到異常后，自動降級，自動降級雖然更加智能，但有時候自動腳本可能會干一些超乎預 料的事情。

四、 業(yè)務分析

大家知道，廣告推薦模塊的特點：
1 .是要經(jīng)過對數(shù)據(jù)模型進行大量分析，并結(jié)合用戶剛剛的瀏覽記錄，計算出用戶喜歡喜歡什么商品，然后給他打什么
廣告，運算量相當大。
2 .是廣告推薦模塊不是商城的核心模塊，沒有了這個模塊， 買家照樣可以完成商品的購買。
總結(jié)上面兩點， 我們可以在商城負載過高時，對廣告推薦模塊進行降級，讓它只從緩存或靜態(tài)文件中讀取數(shù)據(jù)，或
者干脆nginx不返回任何數(shù)據(jù)給它。

五、 設計分析

第一種：從數(shù)據(jù)
第二種：從微服務
第三種：從緩存
第四種：從文件
第五種：從前端返回
第六種：直接返回空
前5種獲取廣告推薦數(shù)據(jù)的方式，從上而下，對系統(tǒng)帶來的性能的損耗逐漸降低，最底下的第5種，幾乎對系統(tǒng)沒有損耗，但是數(shù)據(jù)實時性也是自上而下逐漸降低的，從需求上講，我們更喜歡實時從數(shù)據(jù)庫讀取，但為了降低性能損耗，在系統(tǒng)負載重的時候， 我們可能不得不降級為從文件或者從緩存中讀取。這個降級是通過一個開關可以控制的。

六、 降級的線路圖

1 降級配置中心， 用于統(tǒng)一管理所有的微服務的降級開關， 該中心是單獨的服務器，和微服務服務器集群是分 開的 2
每個微服務都有一個降級開關。

這個降級開關是個什么東西，結(jié)構如何呢？實際上是一條條的redis數(shù)據(jù)， 每條數(shù)據(jù)就是一個開關。

這條開關數(shù)據(jù)的結(jié)構是這么設計的：

key：url鏈接中的請求地址。
value：記錄這個請求從哪里讀取數(shù)據(jù)，也就是配置從哪里查詢數(shù)據(jù)。

七、實現(xiàn)降級

1. 配置中心

配置中心是一個后臺，這個配置中心大家根據(jù)各自需求自己去實現(xiàn)，這里我們采用手工操作redis的方式，實際上是
通過后臺操作的redis。

2. nginx+lua+redis實現(xiàn)降級

nginx配置文件/etc/nginx/nginx.conf

user nobody;
worker_processes  1;
events {
lua降級代碼：/etc/nginx/lua/goods_list_advert.lua
 worker_connections  1024;
}
http {
 lua_package_path "/usr/share/lua/5.1/lua-resty-redis/lib/?.lua;;/usr/share/lua/5.1/lua-
resty-redis-cluster/lib/resty‘7/?.lua;;";
 lua_package_cpath "/usr/share/lua/5.1/lua-resty-redis-cluster/lib/libredis_slot.so;;";
 include    mime.types;
 default_type application/octet-stream;
 sendfile    on;
 keepalive_timeout  65;
 server {
   listen    80;
   server_name  127.0.0.1;
   server_name  192.168.232.100;
    #獲取廣告推薦數(shù)據(jù)
 location /goods_list_advert {
   default_type 'application/x-javascript;charset=utf-8';
     content_by_lua_file /etc/nginx/lua/goods_list_advert.lua;
   }
    #從服務層+mysql獲取數(shù)據(jù)
   location /goods_list_advert_from_data {
     default_type 'application/x-javascript;charset=utf-8';
     content_by_lua '
       ngx.say("從服務層+mysql獲取數(shù)據(jù)")
      ';
   }
 }
}

lua降級代碼：/etc/nginx/lua/goods_list_advert.lua

--獲取get或post參數(shù)--------------------

local request_method = ngx.var.request_method
local args = nil
local param = nil
--獲取參數(shù)的值
if "GET" == request_method then
    args = ngx.req.get_uri_args()
elseif "POST" == request_method then
    ngx.req.read_body()
    args = ngx.req.get_post_args()
end
sku_id = args["sku_id"]


--關閉redis的函數(shù)--------------------

local function close_redis(redis_instance)
    if not redis_instance then
        return
    end
    local ok,err = redis_instance:close();
    if not ok then
        ngx.say("close redis error : ",err);
    end
end


--連接redis--------------------

local redis = require("resty.redis");
--local redis = require "redis"
-- 創(chuàng)建一個redis對象實例。在失敗，返回nil和描述錯誤的字符串的情況下
local redis_instance = redis:new();
--設置后續(xù)操作的超時（以毫秒為單位）保護，包括connect方法
redis_instance:set_timeout(1000)
--建立連接
local ip = '127.0.0.1'
local port = 6379
--嘗試連接到redis服務器正在偵聽的遠程主機和端口
local ok,err = redis_instance:connect(ip,port)
if not ok then
    ngx.say("connect redis error : ",err)
    return close_redis(redis_instance);
end


--從redis里面讀取開關--------------------

local key = "level_goods_list_advert"
local switch, err = redis_instance:get(key)
if not switch then
    ngx.say("get msg error : ", err)
    return close_redis(redis_instance)
end


--得到的開關為空處理--------------------

if switch == ngx.null then
    switch = "FROM_DATA"  --比如默認值
end


--當開關是要從服務中獲取數(shù)據(jù)時--------------------
if "FROM_DATA" == switch then
    ngx.exec('/goods_list_advert_from_data');

--當開關是要從緩存中獲取數(shù)據(jù)時--------------------
elseif "FROM_CACHE" == switch then

    local resp, err = redis_instance:get("nihao")
    ngx.say(resp)

--當開關是要從靜態(tài)資源中獲取數(shù)據(jù)時--------------------
elseif "FROM_STATIC" == switch then

    ngx.header.content_type="application/x-javascript;charset=utf-8"
    local file = "/etc/nginx/html/goods_list_advert.json"
    local f = io.open(file, "rb")
    local content = f:read("*all")
    f:close()
    ngx.print(content)

--當開關是要停掉數(shù)據(jù)獲取時--------------------
elseif "SHUT_DOWN" == switch then

    ngx.say('no data')
end

八、驗證降級

驗證1 設置為從服務和數(shù)據(jù)庫讀取

[root@101 redis-5.0.8]# redis-cli
127.0.0.1:6379> set level_goods_list_advert FROM_DATA

發(fā)送請求，發(fā)現(xiàn)廣告推薦請求獲取到了微服務提供的數(shù)據(jù)

用postman：http://127.0.0.1:6379/get_goods_List

返回數(shù)據(jù)：[{“name”:[“bingwoo”]}]

驗證2 設置為從緩存讀取

127.0.0.1:6379> set level_goods_list_advert FROM_CACHE

發(fā)送請求，發(fā)現(xiàn)廣告推薦請求獲取到了微服務提供的數(shù)據(jù)

用postman：http://127.0.0.1:6379/get_goods_List

返回數(shù)據(jù)：redis_data

驗證3 設置為從靜態(tài)文件讀取

127.0.0.1:6379> set level_goods_list_advert FROM_STATIC

發(fā)送請求，發(fā)現(xiàn)廣告推薦請求獲取到了微服務提供的數(shù)據(jù)

用postman：http://127.0.0.1:6379/get_goods_List

返回數(shù)據(jù)：

[
{
“goods_id”:“1”,
“goods_name”:“測試1”,
},
{
“goods_id”:“2”,
“goods_name”:“測試2”,
}
]

驗證4 設置為從緩存讀取

127.0.0.1:6379> set level_goods_list_advert FROM_CACHE

發(fā)送請求，發(fā)現(xiàn)廣告推薦請求獲取到了微服務提供的數(shù)據(jù)

用postman：http://127.0.0.1:6379/get_goods_List

返回數(shù)據(jù)：null

九、自動降級

原理：

采用nginx+lua+redis對錯誤返回進行統(tǒng)計，當統(tǒng)計到的錯誤次數(shù)達到一定數(shù)值時，lua會判斷這個數(shù)值， 然后會在/etc/nginx/lua/goods_list_advert.lua中添加如下代碼：

--判斷錯誤的響應，并進行計數(shù)， 后續(xù)便可以參考這個數(shù)值進行降級
if tonumber(ngx.var.status) == 200 then
  ngx.say(ngx.var.status)
  ngx.log(ngx.ERR,"upstream reponse status is " .. ngx.var.status .. ",please notice it")
  local error_count, err = redis_instance:get("error_count_goods_list_advert")
  --得到的數(shù)據(jù)為空處理
  if error_count == ngx.null then
    error_count = 0
  end
  error_count = error_count + 1
  --統(tǒng)計錯誤次數(shù)到error_count_goods_list_advert
  local resp,err = redis_instance:set("error_count_goods_list_advert",error_count)
  if not resp then
    ngx.say("set msg error : ",err)
    return close_redis(redis_instance)
  end
end

當我們有意關掉一些服務讓狀態(tài)碼不為200時，
可以看到redis中error_count_goods_list_advert的值在加1：

127.0.0.1:6379> get error_count_goods_list_advert “1”

接下來，你就可以在lua中添加判斷， 比如設置一個閾值為100， 當error_count_goods_list_advert的值達到100時（也就是錯誤返回達到100時），你就可以降級為請求另外一個版本（老版本程序）

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