Что такое circuit breaker и как это проявляется в ответах API?

1️⃣ Как кратко ответить

Circuit breaker — это шаблон проектирования, используемый для предотвращения избыточной нагрузки на систему, когда одна из её частей не работает должным образом. В контексте API, circuit breaker может временно блокировать запросы к сервису, если он обнаруживает, что сервис не отвечает или отвечает с ошибками. Это проявляется в ответах API как ошибки, указывающие на временную недоступность сервиса, например, HTTP статус 503 (Service Unavailable).

2️⃣ Подробное объяснение темы

Circuit breaker (переключатель цепи) — это шаблон проектирования, который используется для повышения устойчивости распределённых систем. Он помогает предотвратить каскадные сбои, которые могут возникнуть, если одна часть системы начинает работать неправильно или становится недоступной.

Представьте электрическую цепь с предохранителем. Если ток в цепи превышает допустимый уровень, предохранитель срабатывает и разрывает цепь, предотвращая повреждение оборудования. Circuit breaker в программировании работает по аналогичному принципу: он "разрывает" цепь запросов к сервису, если обнаруживает, что сервис не отвечает или отвечает с ошибками.

Как это работает

1. Закрытое состояние (Closed State): В этом состоянии circuit breaker пропускает все запросы к сервису. Если запросы успешны, ничего не меняется. Если происходит ошибка, circuit breaker начинает считать количество ошибок.

2. Полуоткрытое состояние (Half-Open State): После достижения определённого порога ошибок circuit breaker переходит в полуоткрытое состояние. В этом состоянии он пропускает ограниченное количество запросов, чтобы проверить, восстановился ли сервис.

3. Открытое состояние (Open State): Если количество ошибок превышает установленный порог, circuit breaker переходит в открытое состояние и блокирует все запросы к сервису на определённое время. Это позволяет сервису восстановиться без дополнительной нагрузки.

Применение в API

В контексте API, circuit breaker может быть реализован для управления запросами к внешним сервисам. Если внешний сервис начинает возвращать ошибки или не отвечает, circuit breaker может временно блокировать запросы к этому сервису, чтобы предотвратить избыточную нагрузку и дать сервису время на восстановление.

Пример кода

Рассмотрим пример реализации circuit breaker на языке Java с использованием библиотеки Resilience4j:

import io.github.resilience4j.circuitbreaker.CircuitBreaker;
import io.github.resilience4j.circuitbreaker.CircuitBreakerConfig;
import io.github.resilience4j.circuitbreaker.CircuitBreakerRegistry;
import java.time.Duration;
​
public class ApiService {
​
    private final CircuitBreaker circuitBreaker;
​
    public ApiService() {
        // Создание конфигурации для circuit breaker
        CircuitBreakerConfig config = CircuitBreakerConfig.custom()
            .failureRateThreshold(50) // Порог ошибок в процентах
            .waitDurationInOpenState(Duration.ofSeconds(60)) // Время ожидания в открытом состоянии
            .slidingWindowSize(10) // Размер скользящего окна для подсчета ошибок
            .build();
​
        // Регистрация circuit breaker с конфигурацией
        CircuitBreakerRegistry registry = CircuitBreakerRegistry.of(config);
        this.circuitBreaker = registry.circuitBreaker("apiService");
    }
​
    public String callExternalService() {
        // Обёртка вызова внешнего сервиса с использованием circuit breaker
        return circuitBreaker.executeSupplier(() -> {
            // Логика вызова внешнего API
            // Например, HttpClient для отправки запроса
            return "Response from external service";
        });
    }
}

• CircuitBreakerConfig: Создаёт конфигурацию для circuit breaker, включая порог ошибок, время ожидания в открытом состоянии и размер скользящего окна.
• CircuitBreakerRegistry: Регистрация circuit breaker с заданной конфигурацией.
• executeSupplier: Метод, который оборачивает вызов внешнего сервиса, чтобы circuit breaker мог управлять его состоянием.

Проявление в ответах API

Когда circuit breaker находится в открытом состоянии, запросы к API могут возвращать HTTP статус 503 (Service Unavailable) или другой код ошибки, указывающий на временную недоступность сервиса. Это сигнализирует клиенту, что сервис временно недоступен и следует повторить попытку позже.