¿Cómo se pueden usar disyuntores en microservicios?

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Los microservicios son un estilo arquitectónico popular para construir sistemas distribuidos que se componen de servicios pequeños, independientes y poco acoplados. Sin embargo, los microservicios también presentan nuevos desafíos, como la latencia de red, los errores de servicio y los errores en cascada. ¿Cómo puede diseñar sus microservicios para que sean resistentes y tolerantes a errores? Una solución es utilizar el patrón de disyuntor, que es un patrón de diseño que evita que una falla de red o servicio cause más fallas y degrade el rendimiento de todo el sistema. En este artículo, aprenderá qué es el patrón de interruptor, cómo funciona y cómo puede implementarlo en sus microservicios.

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Amritpal Singh

CTO at Zapbuild Technologies

1 ¿Cuál es el patrón del interruptor?

El patrón del disyuntor está inspirado en el disyuntor eléctrico, que es un dispositivo que interrumpe automáticamente el flujo de corriente cuando se detecta una falla, como un cortocircuito o una sobrecarga. El disyuntor protege el sistema eléctrico de daños y permite aislar y reparar la falla. Del mismo modo, el patrón de disyuntor es un componente de software que supervisa la comunicación entre un servicio y sus dependencias, como otros servicios, bases de datos o API externas. El disyuntor detecta fallos y rompe la conexión a la dependencia defectuosa, evitando que se envíen más solicitudes y desperdiciando recursos. El disyuntor también proporciona un mecanismo de reserva para manejar el error correctamente, como devolver un valor predeterminado, una respuesta en caché o un mensaje de error. El disyuntor también puede recuperarse del fallo comprobando periódicamente el estado de la dependencia y restaurando la conexión cuando esté disponible de nuevo.

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2 ¿Cómo funciona el interruptor?

El disyuntor funciona cambiando entre tres estados: cerrado, abierto y semiabierto. En el estado cerrado, el disyuntor permite que las solicitudes pasen a través de la dependencia normalmente. También registra el éxito y el fracaso de cada solicitud y calcula la tasa de fallos o el número de errores consecutivos. Si la tasa de fallos o el número de fallos consecutivos supera un umbral predefinido, el disyuntor pasa al estado abierto. En el estado abierto, el disyuntor rechaza todas las solicitudes a la dependencia y devuelve una respuesta de reserva. También inicia un temporizador para realizar un seguimiento de la duración del estado abierto. Cuando el temporizador expira, el disyuntor pasa al estado semiabierto. En el estado semiabierto, el disyuntor permite que un número limitado de solicitudes pasen a la dependencia y evalúa el resultado. Si las solicitudes se realizan correctamente, el disyuntor vuelve al estado cerrado. Si las solicitudes fallan, el disyuntor vuelve al estado abierto y restablece el temporizador.

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3 ¿Cómo puede implementar el disyuntor en sus microservicios?

Hay diferentes formas de implementar el disyuntor en los microservicios, dependiendo del lenguaje de programación, el marco y las herramientas. Una opción es utilizar una biblioteca o un marco que proporcione soporte integrado para el patrón de interruptor de circuito, como Hystrix para Java, Polly para .NET o Resilience4j para Java 8. Estas bibliotecas o marcos le permiten configurar y aplicar el disyuntor a sus llamadas de servicio, así como supervisar y administrar las métricas y los eventos del disyuntor de circuito. Otra opción es usar una malla de servicio, como Istio o Linkerd, que proporciona una capa de infraestructura entre sus microservicios y maneja los aspectos de comunicación, seguridad y confiabilidad de la red. Una malla de servicio puede implementar el patrón de disyuntor en el nivel de red, sin necesidad de realizar ningún cambio en el código de la aplicación. Puede definir y aplicar las reglas y políticas del disyuntor a la configuración de la malla de servicio, así como observar y controlar el comportamiento del disyuntor.

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Amritpal Singh

CTO at Zapbuild Technologies
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In .NET, We generally use the package Polly for introducing the Retry or Circuit Breaker Policies. You can create a Policy and provide the details of how many attempts you want to make to a failed service before the Circuit Opens (to prevent further calls to that service) and for how long the Circuit should keep open (Timespan). Then using this Policy Object, you can call the service (API) to apply that policy. AsyncCircuitBreakerPolicy<T> CBPolicy = Policy.HandleResult<Type>(r => (predicate here)) .CircuitBreakerAsync(intRetryAttempts, Timespan) Predicate can be any condition that identifies failure like r => r.StatusCode>=500

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4 ¿Cuáles son las ventajas de usar el disyuntor en sus microservicios?

El uso de un disyuntor en los microservicios puede aportar varias ventajas, como mejorar la disponibilidad y el rendimiento del sistema al evitar solicitudes a dependencias en mal estado y reducir el tiempo de respuesta y el consumo de recursos. También puede mejorar la experiencia y la satisfacción del usuario al proporcionar comentarios significativos y acciones alternativas en caso de falla, en lugar de mostrar errores o tiempos de espera. Además, un disyuntor puede ayudar a prevenir fallas en cascada y sobrecarga del sistema al aislar el impacto de una sola falla de servicio y evitar que afecte a otros servicios. Por último, facilita la recuperación y restauración de su sistema al permitir que la dependencia defectuosa se cure sin verse abrumado por las solicitudes.

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5 ¿Cuáles son los desafíos de usar el disyuntor en sus microservicios?

El uso del disyuntor en sus microservicios también puede plantear algunos desafíos. Debe elegir los parámetros y umbrales correctos para su disyuntor, como la tasa de fallas, fallas consecutivas, duración del tiempo de espera y solicitudes en el estado semiabierto. Estos parámetros pueden afectar la sensibilidad y la capacidad de respuesta de su disyuntor, así como la compensación entre disponibilidad y consistencia. Probar y depurar su disyuntor es esencial, especialmente en entornos complejos con múltiples servicios y dependencias. Es posible que deba simular diferentes escenarios de falla y verificar cómo reacciona su disyuntor. Además, las herramientas y técnicas como el registro, los paneles y el seguimiento distribuido se pueden usar para monitorear y rastrear eventos y métricas de interruptores automáticos. Finalmente, debe coordinar y comunicar su estrategia y configuración de disyuntores entre los equipos para garantizar la coherencia entre las implementaciones.

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