你好,我是何小锋。上一讲我讲解了在 RPC 框架中如何设计自适应的负载均衡,其关键点就是调用端收集服务端每个节点的指标数据,再根据各方面的指标数据进行计算打分,最后根据每个节点的分数,将更多的流量打到分数较高的节点上。

今天我们就继续下一个话题,讲讲 RPC 框架中的异常重试机制。

为什么需要异常重试?

我们可以考虑这样一个场景。我们发起一次 RPC 调用,去调用远程的一个服务,比如用户的登录操作,我们会先对用户的用户名以及密码进行验证,验证成功之后会获取用户的基本信息。当我们通过远程的用户服务来获取用户基本信息的时候,恰好网络出现了问题,比如网络突然抖了一下,导致我们的请求失败了,而这个请求我们希望它能够尽可能地执行成功,那这时我们要怎么做呢?

我们需要重新发起一次 RPC 调用,那我们在代码中该如何处理呢?是在代码逻辑里 catch 一下,失败了就再发起一次调用吗?这样做显然不够优雅吧。这时我们就可以考虑使用 RPC 框架的重试机制。

RPC 框架的重试机制

那什么是 RPC 框架的重试机制呢?

这其实很好理解,就是当调用端发起的请求失败时,RPC 框架自身可以进行重试,再重新发送请求,用户可以自行设置是否开启重试以及重试的次数。

那这个机制是如何实现的呢?

RPC 异常重试

还是挺简单的。我们可以回想下[第 11 讲],通过这一讲我们了解到,调用端在发起 RPC 调用时,会经过负载均衡,选择一个节点,之后它会向这个节点发送请求信息。当消息发送失败或收到异常消息时,我们就可以捕获异常,根据异常触发重试,重新通过负载均衡选择一个节点发送请求消息,并且记录请求的重试次数,当重试次数达到用户配置的重试次数的时候,就返回给调用端动态代理一个失败异常,否则就一直重试下去。

RPC 框架的重试机制就是调用端发现请求失败时捕获异常,之后触发重试,那是不是所有的异常都要触发重试呢?

当然不是了,因为这个异常可能是服务提供方抛回来的业务异常,它是应该正常返回给动态代理的,所以我们要在触发重试之前对捕获的异常进行判定,只有符合重试条件的异常才能触发重试,比如网络超时异常、网络连接异常等等。

了解了 RPC 框架的重试机制,那用户在使用异常重试时需要注意哪些问题呢?

比如我刚才提的那个调用场景,当网络突然抖动了一下导致请求超时了,但这个时候调用方的请求信息可能已经发送到服务提供方的节点上,也可能已经发送到服务提供方的服务节点上,那如果请求信息成功地发送到了服务节点上,那这个节点是不是就要执行业务逻辑了呢?是的。

那如果这个时候发起了重试,业务逻辑是否会被执行呢?会的。

那如果这个服务业务逻辑不是幂等的,比如插入数据操作,那触发重试的话会不会引发问题呢?会的。

综上,我们可以总结出:在使用 RPC 框架的时候,我们要确保被调用的服务的业务逻辑是幂等的,这样我们才能考虑根据事件情况开启 RPC 框架的异常重试功能。这一点你要格外注意,这算是一个高频误区了。

通过上述讲解,我相信你已经非常清楚 RPC 框架的重试机制了,这也是现在大多数 RPC 框架所采用的重试机制。

那看到这儿,你觉得这个机制完善了吗?有没有想到连续重试对请求超时时间的影响?继续考虑这样一个场景:我把调用端的请求超时时间设置为 5s,结果连续重试 3 次,每次都耗时 2s,那最终这个请求的耗时是 6s,那这样的话,调用端设置的超时时间是不是就不准确了呢?

如何在约定时间内安全可靠地重试?

我刚才讲到,连续的异常重试可能会出现一种不可靠的情况,那就是连续的异常重试并且每次处理的请求时间比较长,最终会导致请求处理的时间过长,超出用户设置的超时时间。

解决这个问题最直接的方式就是,在每次重试后都重置一下请求的超时时间。

当调用端发起 RPC 请求时,如果发送请求发生异常并触发了异常重试,我们可以先判定下这个请求是否已经超时,如果已经超时了就直接返回超时异常,否则就先重置下这个请求的超时时间,之后再发起重试。

那么解决了因多次异常重试引发的超时时间失效的问题,这个重试机制是不是就完全可靠了呢?

我们接着考虑,当调用端设置了异常重试策略,发起了一次 RPC 调用,通过负载均衡选择了节点,将请求消息发送到这个节点,这时这个节点由于负载压力较大,导致这个请求处理失败了,调用端触发了重试,再次通过负载均衡选择了一个节点,结果恰好仍选择了这个节点,那么在这种情况下,重试的效果是否受影响了呢?

当然有影响。因此,我们需要在所有发起重试、负载均衡选择节点的时候,去掉重试之前出现过问题的那个节点,以保证重试的成功率。

那我们现在再完整地回顾一下,考虑了业务逻辑必须是幂等的、超时时间需要重置以及去掉有问题的服务节点后,这样的异常重试机制,还有没有可优化的地方呢?

我刚才讲过,RPC 框架的异常重试机制,是调用端发送请求之后,如果发送失败会捕获异常,触发重试,但并不是所有的异常都会触发重试的,只有 RPC 框架中特定的异常才会如此,比如连接异常、超时异常。

而像服务端业务逻辑中抛回给调用端的异常是不能重试的。那么请你想一下这种情况:服务端的业务逻辑抛给调用端一个异常信息,而服务端抛出这个异常是允许调用端重新发起一次调用的。

比如这个场景:服务端的业务逻辑是对数据库某个数据的更新操作,更新失败则抛出个更新失败的异常,调用端可以再次调用,来触发服务端重新执行更新操作。那这个时候对于调用端来说,它接收到了更新失败异常,虽然是服务端抛回来的业务异常,但也是可以进行重试的。

那么在这种情况下,RPC 框架的重试机制需要怎么优化呢?

RPC 框架是不会知道哪些业务异常能够去进行异常重试的,我们可以加个重试异常的白名单,用户可以将允许重试的异常加入到这个白名单中。当调用端发起调用,并且配置了异常重试策略,捕获到异常之后,我们就可以采用这样的异常处理策略。如果这个异常是 RPC 框架允许重试的异常,或者这个异常类型存在于可重试异常的白名单中,我们就允许对这个请求进行重试。

所有可能出现的问题,我们排查了一圈下来之后,一个可靠的重试机制就诞生了,如下图所示:

可靠的异常重试机制

总结

今天我们讲解了 RPC 框架的重试机制,还有如何在约定时间内进行安全可靠地重试。

这个机制是当调用端发起的请求失败时,如果配置了异常重试策略,RPC 框架会捕捉异常,对异常进行判定,符合条件则进行重试,重新发送请求。

在重试的过程中,为了能够在约定的时间内进行安全可靠地重试,在每次触发重试之前,我们需要先判定下这个请求是否已经超时,如果超时了会直接返回超时异常,否则我们需要重置下这个请求的超时时间,防止因多次重试导致这个请求的处理时间超过用户配置的超时时间,从而影响到业务处理的耗时。

在发起重试、负载均衡选择节点的时候,我们应该去掉重试之前出现过问题的那个节点,这样可以提高重试的成功率,并且我们允许用户配置可重试异常的白名单,这样可以让 RPC 框架的异常重试功能变得更加友好。

另外,在使用 RPC 框架的重试机制时,我们要确保被调用的服务的业务逻辑是幂等的,这样才能考虑是否使用重试,这一点至关重要。

课后思考

请你思考一下,在整个 RPC 调用的流程中,异常重试发生在哪个环节?

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