Netty 实战篇:为 Netty RPC 框架增加超时控制与重试机制,防止系统雪崩

本文介绍如何在自研 Netty RPC 框架中实现超时控制与重试机制。合理的超时策略可以避免调用卡死,重试机制可以提升调用成功率,在高可用系统中不可或缺。


一、为什么要有超时和重试?

RPC 是跨进程调用,失败是常态。常见问题包括:

  • 网络延迟或丢包

  • 对端服务故障或处理慢

  • 请求丢失、写超时或线程池满

没有超时控制会导致:

  • 客户端线程阻塞,资源耗尽

  • 请求堆积,引发服务雪崩

  • 用户体验极差,难以排查

✅ 因此,我们需要:

  • 对每次请求设置合理的超时时间(如 3s)

  • 请求失败时自动重试(如重试 1~3 次)


二、整体设计图

复制代码
             ┌──────────────┐
             │ RpcClient    │
             └────┬─────────┘
                  │
     ┌────────────▼────────────┐
     │  Future/RpcResponseMap  │ <── 超时控制:Future 超时失效
     └────────────┬────────────┘
                  │
              Netty Channel
                  │
        ┌─────────▼──────────┐
        │  RpcServerHandler  │
        └────────────────────┘

三、实现超时控制(基于 Future)

  1. 请求发出后,使用 CompletableFuture 持有结果。

  2. 设置 timeout,在时间内未响应即抛出异常。

  3. 使用定时任务清理过期请求。

java 复制代码
public class RpcClient {
    private static final Map<String, CompletableFuture<RpcResponse>> FUTURE_MAP = new ConcurrentHashMap<>();

    public RpcResponse send(RpcRequest request, long timeoutMillis) throws Exception {
        CompletableFuture<RpcResponse> future = new CompletableFuture<>();
        FUTURE_MAP.put(request.getRequestId(), future);
        
        // 发起请求
        channel.writeAndFlush(request);

        // 超时处理
        return future.get(timeoutMillis, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

    public void receive(RpcResponse response) {
        CompletableFuture<RpcResponse> future = FUTURE_MAP.remove(response.getRequestId());
        if (future != null) {
            future.complete(response);
        }
    }
}

四、实现重试机制

在调用失败或超时时,自动进行 N 次重试(带间隔)。

java 复制代码
public class RpcClientWithRetry {

    public RpcResponse sendWithRetry(RpcRequest req, int retryCount, long timeoutMillis) throws Exception {
        for (int i = 0; i < retryCount; i++) {
            try {
                return rpcClient.send(req, timeoutMillis);
            } catch (TimeoutException | ConnectException e) {
                log.warn("调用失败,第{}次重试", i + 1);
                Thread.sleep(100); // 简单退避
            }
        }
        throw new RuntimeException("RPC 调用重试失败");
    }
}

五、自动化封装

建议支持注解配置:

java 复制代码
@RpcReference(retry = 3, timeout = 2000)
private HelloService helloService;

再在代理生成器中读取注解参数:

java 复制代码
int retry = field.getAnnotation(RpcReference.class).retry();
long timeout = field.getAnnotation(RpcReference.class).timeout();

六、测试用例模拟超时重试

服务端代码故意 sleep:

java 复制代码
@RpcService
public class HelloServiceImpl implements HelloService {
    public String hello(String name) {
        Thread.sleep(3000); // 模拟超时
        return "Hi " + name;
    }
}

客户端设置 timeout = 1000ms + retry = 2,观察日志:

java 复制代码
WARN 调用失败,第1次重试
WARN 调用失败,第2次重试
ERROR 调用重试失败

七、可拓展建议

  • 指数退避重试(Exponential Backoff)

  • 熔断机制(见 Hystrix/Fuse)

  • 调用监控统计重试成功率

  • 精细化控制(按接口或服务维度配置)


八、总结

通过本篇内容,我们为 RPC 框架增强了健壮性保障机制:

✅ 自定义调用超时

✅ 请求级别自动重试

✅ 注解式参数配置

✅ 支持重试退避逻辑

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