Spring Retry - 技术栈

工作中，经常遇到需要重试的场景，最简单的方式可以用try...catch...加while循环来实现。那么，有没有统一的、优雅一点儿的处理方式呢？有的，Spring Retry就可以帮我们搞定重试问题。

关于重试，我们可以关注以下以下几个方面：

什么情况下去触发重试机制
重试多少次，重试的时间间隔
是否可以对重试过程进行监视

接下来，带着这些思考，一起看下Spring Retry是如何解决这些问题的

首先，引入依赖。

<dependency>
    <groupId>org.springframework.retry</groupId>
    <artifactId>spring-retry</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency>

有两种使用方式：命令式和声明式

命令式

RetryTemplate template = RetryTemplate.builder()
.maxAttempts(3)
.fixedBackoff(1000)
.retryOn(RemoteAccessException.class)
.build();

template.execute(ctx -> {
// ... do something
});

命令式主要是利用RetryTemplate。RetryTemplate 实现了 RetryOperations 接口。

RetryTemplate template = new RetryTemplate();

TimeoutRetryPolicy policy = new TimeoutRetryPolicy();
policy.setTimeout(30000L);  //  30秒内可以重试，超过30秒不再重试

template.setRetryPolicy(policy);

MyObject result = template.execute(new RetryCallback<MyObject, Exception>() {

    public MyObject doWithRetry(RetryContext context) {
        // Do stuff that might fail, e.g. webservice operation
        return result;
    }

});

RetryTemplate 也支持流式配置

//  最大重试10次，第一次间隔100ms，第二次200ms，第三次400ms，以此类推，最大间隔10000ms
RetryTemplate.builder()
      .maxAttempts(10)
      .exponentialBackoff(100, 2, 10000)
      .retryOn(IOException.class)
      .traversingCauses()
      .build();

//  3秒内可以一直重试，每次间隔10毫秒，3秒以后就不再重试了
RetryTemplate.builder()
      .fixedBackoff(10)
      .withinMillis(3000)
      .build();

//  无限重试，间隔最小1秒，最大3秒
RetryTemplate.builder()
      .infiniteRetry()
      .retryOn(IOException.class)
      .uniformRandomBackoff(1000, 3000)
      .build();

当重试耗尽时，RetryOperations可以将控制传递给另一个回调：RecoveryCallback

template.execute(new RetryCallback<Object, Throwable>() {
    @Override
    public Object doWithRetry(RetryContext context) throws Throwable {
        // 业务逻辑
        return null;
    }
}, new RecoveryCallback<Object>() {
    @Override
    public Object recover(RetryContext context) throws Exception {
        //  恢复逻辑
        return null;
    }
});

如果重试次数耗尽时，业务逻辑还没有执行成功，那么执行恢复逻辑来进行兜底处理（兜底方案）

无状态的重试

在最简单的情况下，重试只是一个while循环：RetryTemplate可以一直尝试，直到成功或失败。RetryContext包含一些状态，用于确定是重试还是中止。然而，这个状态是在堆栈上的，不需要在全局的任何地方存储它。因此，我们称之为"无状态重试"。无状态重试和有状态重试之间的区别包含在RetryPolicy的实现中。在无状态重试中，回调总是在重试失败时的同一个线程中执行。

有状态的重试

如果故障导致事务性资源失效，则需要考虑一些特殊问题。这并不适用于简单的远程调用，因为(通常)没有事务性资源，但它有时适用于数据库更新，特别是在使用Hibernate时。在这种情况下，只有重新抛出立即调用失败的异常才有意义，这样事务才能回滚，我们才能开始一个新的(有效的)事务。在这些情况下，无状态重试还不够好，因为重新抛出和回滚必然涉及离开RetryOperations.execute()方法，并且可能丢失堆栈上的上下文。为了避免丢失上下文，我们必须引入一种存储策略，将其从堆栈中取出，并(至少)将其放入堆存储中。为此，Spring Retry提供了一个名为RetryContextCache的存储策略，您可以将其注入到RetryTemplate中。RetryContextCache的默认实现是在内存中，使用一个简单的Map。它具有严格强制的最大容量，以避免内存泄漏，但它没有任何高级缓存特性(例如生存时间)。如果需要，你应该考虑注入具有这些特性的Map。

重试策略

在RetryTemplate中，由RetryPolicy决定是重试还是失败。RetryTemplate负责使用当前策略创建RetryContext，并在每次重试时将其传递给RetryCallback。回调失败后，RetryTemplate必须调用RetryPolicy，要求它更新自己的状态(存储在RetryContext中)。然后询问政策是否可以再尝试一次。如果不能进行另一次重试(例如，因为已达到限制或检测到超时)，策略还负责标识耗尽状态------但不负责处理异常。当没有恢复可用时，RetryTemplate抛出原始异常，但有状态情况除外。在这种情况下，它会抛出RetryExhaustedException。还可以在RetryTemplate中设置一个标志，让它无条件地抛出回调(即用户代码)中的原始异常。

// Set the max attempts including the initial attempt before retrying
// and retry on all exceptions (this is the default):
SimpleRetryPolicy policy = new SimpleRetryPolicy(5, Collections.singletonMap(Exception.class, true));

// Use the policy...
RetryTemplate template = new RetryTemplate();
template.setRetryPolicy(policy);
template.execute(new RetryCallback<MyObject, Exception>() {
    public MyObject doWithRetry(RetryContext context) {
        // business logic here
    }
});

监听器

Spring Retry提供了RetryListener接口。RetryTemplate允许您注册RetryListener实例。

template.registerListener(new RetryListener() {
    @Override
    public <T, E extends Throwable> boolean open(RetryContext context, RetryCallback<T, E> callback) {
        return false;
    }
    @Override
    public <T, E extends Throwable> void close(RetryContext context, RetryCallback<T, E> callback, Throwable throwable) {

    }
    @Override
    public <T, E extends Throwable> void onError(RetryContext context, RetryCallback<T, E> callback, Throwable throwable) {

    }
});

反射方法调用的监听器

template.registerListener(new MethodInvocationRetryListenerSupport() {
    @Override
    protected <T, E extends Throwable> void doClose(RetryContext context, MethodInvocationRetryCallback<T, E> callback, Throwable throwable) {
        super.doClose(context, callback, throwable);
    }

    @Override
    protected <T, E extends Throwable> void doOnError(RetryContext context, MethodInvocationRetryCallback<T, E> callback, Throwable throwable) {
        super.doOnError(context, callback, throwable);
    }

    @Override
    protected <T, E extends Throwable> boolean doOpen(RetryContext context, MethodInvocationRetryCallback<T, E> callback) {
        return super.doOpen(context, callback);
    }
});

声明式

@EnableRetry
@SpringBootApplication
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}

@Service
class Service {
@Retryable(RemoteAccessException.class)
public void service() {
// ... do something
}
@Recover
public void recover(RemoteAccessException e) {
// ... panic
}
}

可以将@EnableRetry注释添加到@Configuration类上，并在想要重试的方法上(或在所有方法的类型级别上)使用@Retryable，还可以指定任意数量的重试监听器。

@Configuration
@EnableRetry
public class Application {

    @Bean 
    public RetryListener retryListener1() {
        return new RetryListener() {...}
    }

    @Bean 
    public RetryListener retryListener2() {
        return new RetryListener() {...}
    }

}

@Service
class MyService {
    @Retryable(RemoteAccessException.class)
    public void hello() {
        // ... do something
    }
}

可以利用 @Retryable 的属性来控制 RetryPolicy 和 BackoffPolicy

@Service
public class MyService {
    @Retryable(value = RuntimeException.class, maxAttempts = 5, backoff = @Backoff(value = 1000L, multiplier = 1.5))
    public void sayHello() {
        //  ... do something
    }

    @Retryable(value = {IOException.class, RemoteAccessException.class},
            listeners = {"myListener1", "myListener2", "myListener3"},
            maxAttempts = 5, backoff = @Backoff(delay = 100, maxDelay = 500))
    public void sayHi() {
        //  ... do something
    }

    @Retryable(maxAttempts = 5, backoff = @Backoff(delay = 1000, maxDelay = 30000, multiplier = 1.2, random = true))
    public void sayBye() {
        //  ... do something
    }
}

如果希望在重试耗尽时执行另外的逻辑，则可以提供恢复方法。恢复方法应该在与@Retryable实例相同的类中声明，并标记为@Recover。返回类型必须匹配@Retryable方法。恢复方法的参数可以选择性地包括抛出的异常和(可选地)传递给原始可重试方法的参数(或它们的部分列表，只要在最后一个需要的参数之前没有被省略)。

@Service
class MyService {
    @Retryable(RemoteAccessException.class)
    public void service(String str1, String str2) {
        // ... do something
    }
    @Recover
    public void recover(RemoteAccessException e, String str1, String str2) {
       // ... error handling making use of original args if required
    }
}

为了避免多个恢复方法搞混淆了，可以手动指定用哪个恢复方法

@Service
class Service {
    @Retryable(recover = "service1Recover", value = RemoteAccessException.class)
    public void service1(String str1, String str2) {
        // ... do something
    }

    @Retryable(recover = "service2Recover", value = RemoteAccessException.class)
    public void service2(String str1, String str2) {
        // ... do something
    }

    @Recover
    public void service1Recover(RemoteAccessException e, String str1, String str2) {
        // ... error handling making use of original args if required
    }

    @Recover
    public void service2Recover(RemoteAccessException e, String str1, String str2) {
        // ... error handling making use of original args if required
    }
}

1.3.2及以后版本支持匹配参数化(泛型)返回类型来检测正确的恢复方法：

@Service
class Service {

    @Retryable(RemoteAccessException.class)
    public List<Thing1> service1(String str1, String str2) {
        // ... do something
    }

    @Retryable(RemoteAccessException.class)
    public List<Thing2> service2(String str1, String str2) {
        // ... do something
    }

    @Recover
    public List<Thing1> recover1(RemoteAccessException e, String str1, String str2) {
       // ... error handling for service1
    }

    @Recover
    public List<Thing2> recover2(RemoteAccessException e, String str1, String str2) {
       // ... error handling for service2
    }
}

1.2版本引入了对某些属性使用表达式的能力

@Retryable(exceptionExpression="message.contains('this can be retried')")
public void service1() {
  ...
}

@Retryable(exceptionExpression="message.contains('this can be retried')")
public void service2() {
  ...
}

@Retryable(exceptionExpression="@exceptionChecker.shouldRetry(#root)",
    maxAttemptsExpression = "#{@integerFiveBean}",
    backoff = @Backoff(delayExpression = "#{1}", maxDelayExpression = "#{5}", multiplierExpression = "#{1.1}"))
public void service3() {
  ...
}

表达式可以包含属性占位符，比如：#{ ${max.delay}} 或者 #{@exceptionChecker.$ {retry.method}(#root)} 。规则如下：

exceptionExpression 以抛出的异常为根对象进行计算求值的
maxAttemptsExpression 和 @BackOff 表达式属性只在初始化的时候被计算一次。它们没有用于计算的根对象，但它们可以引用上下文中的其他bean

例如：

@Data
@Component("runtimeConfigs")
@ConfigurationProperties(prefix = "retry.cfg")
public class MyRuntimeConfig {

    private int maxAttempts;

    private long initial;

    private long max;

    private double mult;
}

application.properties

retry.cfg.maxAttempts=10
retry.cfg.initial=100
retry.cfg.max=2000
retry.cfg.mult=2.0

使用变量

@Retryable(maxAttemptsExpression = "@runtimeConfigs.maxAttempts", 
        backoff = @Backoff(delayExpression = "@runtimeConfigs.initial", 
                maxDelayExpression = "@runtimeConfigs.max", multiplierExpression = "@runtimeConfigs.mult"))
public void service() {
    System.out.println(LocalDateTime.now());
    boolean flag = sendMsg();
    if (flag) {
        throw new CustomException("调用失败");
    }
}

@Retryable(maxAttemptsExpression = "args[0] == 'something' ? 3 : 1")
public void conditional(String string) {
    ...
}

最后，简单看一下源码org.springframework.retry.support.RetryTemplate#doExecute()

RetryContext是线程局部变量

间隔时间是通过线程休眠来实现的

https://github.com/spring-projects/spring-retry