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更好的 java 重试框架 sisyphus 背后的故事

IT知识故事框架背后的故事

笛里谁知壮士心，沙头空照征人骨。这篇文章主要讲述更好的 java 重试框架 sisyphus 背后的故事相关的知识，希望能为你提供帮助。
sisyphus综合了 spring-retry 和 gauva-retrying 的优势，使用起来也非常灵活。
今天，让我们一起看一下西西弗斯背后的故事。
情景导入 简单的需求产品经理：实现一个按条件，查询用户信息的服务。
小明：好的。没问题。
代码

  • UserService.java
public interface UserService {/** * 根据条件查询用户信息 * @param condition 条件 * @return User 信息 */ User queryUser(QueryUserCondition condition); }

  • UserServiceImpl.java
public class UserServiceImpl implements UserService {private OutService outService; public UserServiceImpl(OutService outService) { this.outService = outService; }@Override public User queryUser(QueryUserCondition condition) { outService.remoteCall(); return new User(); }}

谈话
项目经理：这个服务有时候会失败，你看下。
小明：OutService 在是一个 RPC 的外部服务，但是有时候不稳定。
项目经理：如果调用失败了，你可以调用的时候重试几次。你去看下重试相关的东西
重试 重试作用对于重试是有场景限制的，不是什么场景都适合重试，比如参数校验不合法、写操作等（要考虑写是否幂等）都不适合重试。
远程调用超时、网络突然中断可以重试。在微服务治理框架中，通常都有自己的重试与超时配置，比如dubbo可以设置retries=1，timeout=500调用失败只重试1次，超过500ms调用仍未返回则调用失败。
比如外部 RPC 调用，或者数据入库等操作，如果一次操作失败，可以进行多次重试，提高调用成功的可能性。
V1.0 支持重试版本 思考小明：我手头还有其他任务，这个也挺简单的。5 分钟时间搞定他。
实现
  • UserServiceRetryImpl.java
public class UserServiceRetryImpl implements UserService {@Override public User queryUser(QueryUserCondition condition) { int times = 0; OutService outService = new AlwaysFailOutServiceImpl(); while (times < RetryConstant.MAX_TIMES) { try { outService.remoteCall(); return new User(); } catch (Exception e) { times++; if(times > = RetryConstant.MAX_TIMES) { throw new RuntimeException(e); } } }return null; }}

V1.1 代理模式版本 易于维护项目经理：你的代码我看了，功能虽然实现了，但是尽量写的易于维护一点。
小明：好的。(心想，是说要写点注释什么的？)
代理模式为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
在某些情况下，一个对象不适合或者不能直接引用另一个对象，而代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介作用。
其特征是代理与委托类有同样的接口。
实现小明想到以前看过的代理模式，心想用这种方式，原来的代码改动量较少，以后想改起来也方便些。
  • UserServiceProxyImpl.java
public class UserServiceProxyImpl implements UserService {private UserService userService = new UserServiceImpl(); @Override public User queryUser(QueryUserCondition condition) { int times = 0; while (times < RetryConstant.MAX_TIMES) { try { return userService.queryUser(condition); } catch (Exception e) { times++; if(times > = RetryConstant.MAX_TIMES) { throw new RuntimeException(e); } } } return null; }}

V1.2 动态代理模式 方便拓展项目经理：小明啊，这里还有个方法也是同样的问题。你也给加上重试吧。
小明：好的。
小明心想，我在写一个代理，但是转念冷静了下来，如果还有个服务也要重试怎么办呢？
  • RoleService.java
public interface RoleService {/** * 查询 * @param user 用户信息 * @return 是否拥有权限 */ boolean hasPrivilege(User user); }

代码实现
  • DynamicProxy.java
public class DynamicProxy implements InvocationHandler {private final Object subject; public DynamicProxy(Object subject) { this.subject = subject; }@Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { int times = 0; while (times < RetryConstant.MAX_TIMES) { try { // 当代理对象调用真实对象的方法时，其会自动的跳转到代理对象关联的handler对象的invoke方法来进行调用 return method.invoke(subject, args); } catch (Exception e) { times++; if (times > = RetryConstant.MAX_TIMES) { throw new RuntimeException(e); } } }return null; }/** * 获取动态代理 * * @param realSubject 代理对象 */ public static Object getProxy(Object realSubject) { //我们要代理哪个真实对象，就将该对象传进去，最后是通过该真实对象来调用其方法的 InvocationHandler handler = new DynamicProxy(realSubject); return Proxy.newProxyInstance(handler.getClass().getClassLoader(), realSubject.getClass().getInterfaces(), handler); }}

  • 测试代码
@Test public void failUserServiceTest() { UserService realService = new UserServiceImpl(); UserService proxyService = (UserService) DynamicProxy.getProxy(realService); User user = proxyService.queryUser(new QueryUserCondition()); LOGGER.info("failUserServiceTest: " + user); }@Test public void roleServiceTest() { RoleService realService = new RoleServiceImpl(); RoleService proxyService = (RoleService) DynamicProxy.getProxy(realService); boolean hasPrivilege = proxyService.hasPrivilege(new User()); LOGGER.info("roleServiceTest: " + hasPrivilege); }

V1.3 动态代理模式增强 对话项目经理：小明，你动态代理的方式是挺会偷懒的，可是我们有的类没有接口。这个问题你要解决一下。
小明：好的。(谁？写服务竟然不定义接口)
  • ResourceServiceImpl.java
public class ResourceServiceImpl {/** * 校验资源信息 * @param user 入参 * @return 是否校验通过 */ public boolean checkResource(User user) { OutService outService = new AlwaysFailOutServiceImpl(); outService.remoteCall(); return true; }}

字节码技术小明看了下网上的资料，解决的办法还是有的。
  • CGLIB
CGLIB 是一个功能强大、高性能和高质量的代码生成库，用于扩展JAVA类并在运行时实现接口。
  • javassist
javassist (Java编程助手)使Java字节码操作变得简单。
它是Java中编辑字节码的类库; 它允许Java程序在运行时定义新类，并在JVM加载类文件时修改类文件。
与其他类似的字节码编辑器不同，Javassist提供了两个级别的API:源级和字节码级。
如果用户使用源代码级API，他们可以编辑类文件，而不需要了解Java字节码的规范。
整个API只使用Java语言的词汇表进行设计。您甚至可以以源文本的形式指定插入的字节码; Javassist动态编译它。
另一方面，字节码级API允许用户直接编辑类文件作为其他编辑器。
  • ASM
ASM 是一个通用的Java字节码操作和分析框架。
它可以用来修改现有的类或动态地生成类，直接以二进制形式。
ASM提供了一些通用的字节码转换和分析算法，可以从这些算法中构建自定义复杂的转换和代码分析工具。
ASM提供与其他Java字节码框架类似的功能，但主要关注性能。
因为它的设计和实现都尽可能地小和快，所以非常适合在动态系统中使用(当然也可以以静态的方式使用，例如在编译器中)。
实现小明看了下，就选择使用 CGLIB。
  • CglibProxy.java
public class CglibProxy implements MethodInterceptor {@Override public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable { int times = 0; while (times < RetryConstant.MAX_TIMES) { try { //通过代理子类调用父类的方法 return methodProxy.invokeSuper(o, objects); } catch (Exception e) { times++; if (times > = RetryConstant.MAX_TIMES) { throw new RuntimeException(e); } } }return null; }/** * 获取代理类 * @param clazz 类信息 * @return 代理类结果 */ public Object getProxy(Class clazz){ Enhancer enhancer = new Enhancer(); //目标对象类 enhancer.setSuperclass(clazz); enhancer.setCallback(this); //通过字节码技术创建目标对象类的子类实例作为代理 return enhancer.create(); }}

  • 测试
@Test public void failUserServiceTest() { UserService proxyService = (UserService) new CglibProxy().getProxy(UserServiceImpl.class); User user = proxyService.queryUser(new QueryUserCondition()); LOGGER.info("failUserServiceTest: " + user); }@Test public void resourceServiceTest() { ResourceServiceImpl proxyService = (ResourceServiceImpl) new CglibProxy().getProxy(ResourceServiceImpl.class); boolean result = proxyService.checkResource(new User()); LOGGER.info("resourceServiceTest: " + result); }

V2.0 AOP 实现 对话项目经理：小明啊，最近我在想一个问题。不同的服务，重试的时候次数应该是不同的。因为服务对稳定性的要求各不相同啊。
小明：好的。(心想，重试都搞了一周了，今天都周五了。)
下班之前，小明一直在想这个问题。刚好周末，花点时间写个重试小工具吧。
设计思路
  • 技术支持
spring
java 注解
  • 注解定义
注解可在方法上使用，定义需要重试的次数
  • 注解解析
拦截指定需要重试的方法，解析对应的重试次数，然后进行对应次数的重试。
实现
  • Retryable.java
@Target({ElementType.METHOD}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Documented public @interface Retryable {/** * Exception type that are retryable. * @return exception type to retry */ Class< ? extends Throwable> value() default RuntimeException.class; /** * 包含第一次失败 * @return the maximum number of attempts (including the first failure), defaults to 3 */ int maxAttempts() default 3; }

  • RetryAspect.java
@Aspect @Component public class RetryAspect {@Pointcut("execution(public * com.github.houbb.retry.aop..*.*(..)) & & " + "@annotation(com.github.houbb.retry.aop.annotation.Retryable)") public void myPointcut() { }@Around("myPointcut()") public Object around(ProceedingJoinPoint point) throws Throwable { Method method = getCurrentMethod(point); Retryable retryable = method.getAnnotation(Retryable.class); //1. 最大次数判断 int maxAttempts = retryable.maxAttempts(); if (maxAttempts < = 1) { return point.proceed(); }//2. 异常处理 int times = 0; final Class< ? extends Throwable> exceptionClass = retryable.value(); while (times < maxAttempts) { try { return point.proceed(); } catch (Throwable e) { times++; // 超过最大重试次数 or 不属于当前处理异常 if (times > = maxAttempts || !e.getClass().isAssignableFrom(exceptionClass)) { throw new Throwable(e); } } }return null; }private Method getCurrentMethod(ProceedingJoinPoint point) { try { Signature sig = point.getSignature(); MethodSignature msig = (MethodSignature) sig; Object target = point.getTarget(); return target.getClass().getMethod(msig.getName(), msig.getParameterTypes()); } catch (NoSuchMethodException e) { throw new RuntimeException(e); } }}

方法的使用
  • fiveTimes()
当前方法一共重试 5 次。
重试条件：服务抛出 AopRuntimeExption
@Override @Retryable(maxAttempts = 5, value = https://www.songbingjia.com/android/AopRuntimeExption.class) public void fiveTimes() { LOGGER.info("fiveTimes called!"); throw new AopRuntimeExption(); }

  • 测试日志
2018-08-08 15:49:33.814INFO[main] com.github.houbb.retry.aop.service.impl.UserServiceImpl:66 - fiveTimes called! 2018-08-08 15:49:33.815INFO[main] com.github.houbb.retry.aop.service.impl.UserServiceImpl:66 - fiveTimes called! 2018-08-08 15:49:33.815INFO[main] com.github.houbb.retry.aop.service.impl.UserServiceImpl:66 - fiveTimes called! 2018-08-08 15:49:33.815INFO[main] com.github.houbb.retry.aop.service.impl.UserServiceImpl:66 - fiveTimes called! 2018-08-08 15:49:33.815INFO[main] com.github.houbb.retry.aop.service.impl.UserServiceImpl:66 - fiveTimes called!java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException ...

V3.0 spring-retry 版本 对话周一来到公司，项目经理又和小明谈了起来。
项目经理：重试次数是满足了，但是重试其实应该讲究策略。比如调用外部，第一次失败，可以等待 5S 在次调用，如果又失败了，可以等待 10S 再调用。。。
小明：了解。
思考可是今天周一，还有其他很多事情要做。
小明在想，没时间写这个呀。看看网上有没有现成的。
spring-retrySpring Retry 为 Spring 应用程序提供了声明性重试支持。 它用于Spring批处理、Spring集成、Apache Hadoop(等等)的Spring。
在分布式系统中，为了保证数据分布式事务的强一致性，大家在调用RPC接口或者发送MQ时，针对可能会出现网络抖动请求超时情况采取一下重试操作。 大家用的最多的重试方式就是MQ了，但是如果你的项目中没有引入MQ，那就不方便了。
还有一种方式，是开发者自己编写重试机制，但是大多不够优雅。
注解式使用
  • RemoteService.java
重试条件：遇到 RuntimeException
重试次数：3
重试策略：重试的时候等待 5S, 后面时间依次变为原来的 2 倍数。
熔断机制：全部重试失败，则调用 recover() 方法。
@Service public class RemoteService {private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(RemoteService.class); /** * 调用方法 */ @Retryable(value = https://www.songbingjia.com/android/RuntimeException.class, maxAttempts = 3, backoff = @Backoff(delay = 5000L, multiplier = 2)) public void call() { LOGGER.info("Call something..."); throw new RuntimeException("RPC调用异常"); }/** * recover 机制 * @param e 异常 */ @Recover public void recover(RuntimeException e) { LOGGER.info("Start do recover things...."); LOGGER.warn("We meet ex: ", e); }}

  • 测试
@RunWith(SpringRunner.class) @SpringBootTest(webEnvironment = SpringBootTest.WebEnvironment.NONE) public class RemoteServiceTest {@Autowired private RemoteService remoteService; @Test public void test() { remoteService.call(); }}

  • 日志
2018-08-08 16:03:26.409INFO 1433 --- [main] c.g.h.r.spring.service.RemoteService: Call something... 2018-08-08 16:03:31.414INFO 1433 --- [main] c.g.h.r.spring.service.RemoteService: Call something... 2018-08-08 16:03:41.416INFO 1433 --- [main] c.g.h.r.spring.service.RemoteService: Call something... 2018-08-08 16:03:41.418INFO 1433 --- [main] c.g.h.r.spring.service.RemoteService: Start do recover things.... 2018-08-08 16:03:41.425WARN 1433 --- [main] c.g.h.r.spring.service.RemoteService: We meet ex: java.lang.RuntimeException: RPC调用异常 at com.github.houbb.retry.spring.service.RemoteService.call(RemoteService.java:38) ~[classes/:na] ...

三次调用的时间点：
2018-08-08 16:03:26.409 2018-08-08 16:03:31.414 2018-08-08 16:03:41.416

缺陷spring-retry 工具虽能优雅实现重试，但是存在两个不友好设计：
一个是重试实体限定为 Throwable 子类，说明重试针对的是可捕捉的功能异常为设计前提的，但是我们希望依赖某个数据对象实体作为重试实体，
但 sping-retry框架必须强制转换为Throwable子类。
另一个就是重试根源的断言对象使用的是 doWithRetry 的 Exception 异常实例，不符合正常内部断言的返回设计。
Spring Retry 提倡以注解的方式对方法进行重试，重试逻辑是同步执行的，重试的“失败”针对的是Throwable，
如果你要以返回值的某个状态来判定是否需要重试，可能只能通过自己判断返回值然后显式抛出异常了。
@Recover 注解在使用时无法指定方法，如果一个类中多个重试方法，就会很麻烦。
guava-retrying 谈话小华：我们系统也要用到重试
项目经理：小明前段时间用了 spring-retry，分享下应该还不错
小明：spring-retry 基本功能都有，但是必须是基于异常来进行控制。如果你要以返回值的某个状态来判定是否需要重试，可能只能通过自己判断返回值然后显式抛出异常了。
小华：我们项目中想根据对象的属性来进行重试。你可以看下 guava-retry，我很久以前用过，感觉还不错。
小明：好的。
guava-retryingguava-retrying 模块提供了一种通用方法， 可以使用Guava谓词匹配增强的特定停止、重试和异常处理功能来重试任意Java代码。
  • 优势
guava retryer工具与spring-retry类似，都是通过定义重试者角色来包装正常逻辑重试，但是Guava retryer有更优的策略定义，在支持重试次数和重试频度控制基础上，能够兼容支持多个异常或者自定义实体对象的重试源定义，让重试功能有更多的灵活性。
Guava Retryer也是线程安全的，入口调用逻辑采用的是 java.util.concurrent.Callable 的 call() 方法
代码例子 入门案例
遇到异常之后，重试 3 次停止
  • HelloDemo.java
public static void main(String[] args) { Callable< Boolean> callable = new Callable< Boolean> () { @Override public Boolean call() throws Exception { // do something useful here LOGGER.info("call..."); throw new RuntimeException(); } }; Retryer< Boolean> retryer = RetryerBuilder.< Boolean> newBuilder() .retryIfResult(Predicates.isNull()) .retryIfExceptionOfType(IOException.class) .retryIfRuntimeException() .withStopStrategy(StopStrategies.stopAfterAttempt(3)) .build(); try { retryer.call(callable); } catch (RetryException | ExecutionException e) { e.printStackTrace(); }}

  • 日志
2018-08-08 17:21:12.442INFO[main] com.github.houbb.retry.guava.HelloDemo:41 - call... com.github.rholder.retry.RetryException: Retrying failed to complete successfully after 3 attempts. 2018-08-08 17:21:12.443INFO[main] com.github.houbb.retry.guava.HelloDemo:41 - call... 2018-08-08 17:21:12.444INFO[main] com.github.houbb.retry.guava.HelloDemo:41 - call... at com.github.rholder.retry.Retryer.call(Retryer.java:174) at com.github.houbb.retry.guava.HelloDemo.main(HelloDemo.java:53) Caused by: java.lang.RuntimeException at com.github.houbb.retry.guava.HelloDemo$1.call(HelloDemo.java:42) at com.github.houbb.retry.guava.HelloDemo$1.call(HelloDemo.java:37) at com.github.rholder.retry.AttemptTimeLimiters$NoAttemptTimeLimit.call(AttemptTimeLimiters.java:78) at com.github.rholder.retry.Retryer.call(Retryer.java:160) ... 1 more

总结 优雅重试共性和原理正常和重试优雅解耦，重试断言条件实例或逻辑异常实例是两者沟通的媒介。
约定重试间隔，差异性重试策略，设置重试超时时间，进一步保证重试有效性以及重试流程稳定性。
都使用了命令设计模式，通过委托重试对象完成相应的逻辑操作，同时内部封装实现重试逻辑。
spring-retry 和 guava-retry 工具都是线程安全的重试，能够支持并发业务场景的重试逻辑正确性。
优雅重试适用场景功能逻辑中存在不稳定依赖场景，需要使用重试获取预期结果或者尝试重新执行逻辑不立即结束。比如远程接口访问，数据加载访问，数据上传校验等等。
对于异常场景存在需要重试场景，同时希望把正常逻辑和重试逻辑解耦。
对于需要基于数据媒介交互，希望通过重试轮询检测执行逻辑场景也可以考虑重试方案。
谈话项目经理：我觉得 guava-retry 挺好的，就是不够方便。小明啊，你给封装个基于注解的吧。
小明：……
更好的实现于是小明含泪写下了 sisyphus.
希望本文对你有所帮助，如果喜欢，欢迎点赞收藏转发一波。
我是老马，期待与你的下次重逢。
【更好的 java 重试框架 sisyphus 背后的故事】
更好的 java 重试框架 sisyphus 背后的故事

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