斷路器設計模式

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斷路器是一個現代軟體開發設計模式。用以偵測錯誤,並避免不斷地觸發相同的錯誤(如維護時服務不可用、暫時性的系統問題或是未知的系統錯誤)。

常用時機[编辑]

假設有個應用程式每秒會與資料庫溝通數百次,此時資料庫突然發生了錯誤,程式設計師並不會希望在錯誤時還不斷地訪問資料庫。因此會在等待TCP連線逾時之前直接處理這個錯誤,並進入正常的結束程序(而非直接結束程式)。簡單來說,斷路器會偵測錯誤並且「預防」應用程式不斷地呼叫一個近乎毫無回應的服務(除非該服務已經安全到可重試連線了)。

概念[编辑]

斷路器有分簡單與較進階的版本,簡單的斷路器只需要知道服務是否可用。而較進階的版本比起前者更有效率。進階的斷路器帶有至少三個狀態:

  • 關閉:斷路器在預設的情形下是呈現關閉的狀態,而斷路器本身「帶有」計數功能,每當錯誤發生一次,計數器也就會進行「累加」的動作,到了一定的錯誤發生次數斷路器就會被「開啟」,這個時候亦會在內部啟用一個計時器,一旦時間到了就會切換成半開啟的狀態。
  • 開啟:在開啟的狀態下任何請求都會「直接」被拒絕並且拋出異常訊息。
  • 半開啟:在此狀態下斷路器會允許部分的請求,如果這些請求都能成功通過,那麼就意味著錯誤已經不存在,則會被「切換回」關閉狀態並「重置」計數。倘若請求中有「任一」的錯誤發生,則會回復到「開啟」狀態,並且重新計時,給予系統一段休息時間。

效能考量[编辑]

當安全是個益處,效能也就成為了實作斷路器的一個負面考量。因為需要不斷地檢查一個服務是否安全,且服務不僅會有一個,甚至會以多個方向擴展。

實作範例[编辑]

PHP[编辑]

下面是一個以 PHP 來實作的範例。這個範例是將一個 MySQL 伺服器的可用狀態處存進共享記憶體快取(APC)中並在之後以此判斷是否可用。

檢查[编辑]

下列腳本能以工作排程來不斷地在某時刻執行檢查。

$db = mysql_connect('localhost','user','pass');
if ($db === false) {
    apc_store('dbUp', '已斷線');
} else {
    apc_store('dbUp', '可連線');
    @mysql_close($db);
}

在應用程式中使用[编辑]

if (apc_fetch('dbUp') === '已斷線') {
    echo "資料庫目前不可用。請在數分鐘後嘗試。";
    exit;
}
$db  = mysql_connect('localhost', 'user', 'pass');
$res = mysql_db_query('database', 'SELECT * FROM table');

外部連結[编辑]