CN114296985A - 大规模微服务集群场景下的全局异常处理方法和平台 - Google Patents

大规模微服务集群场景下的全局异常处理方法和平台 Download PDF

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石鸿伟
史精文
黄韬
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Abstract

本发明涉及计算机微服务应用领域，公开了一种大规模微服务集群场景下的全局异常处理方法和平台，方法包括步骤：获取来自微服务集群的所有原始异常信息；对微服务异常信息进行处理得到第一拼接异常信息，对公共组件异常信息进行处理，得到第二拼接异常信息；将得到的第一拼接异常信息和第二拼接异常信息发送至Spring框架切面上，进行异常封装处理，得到对应的第一封装异常信息和第二封装异常信息；返回第一封装异常信息和第二封装异常信息给对应的原始异常信息的发送方。本发明能够解决现有***中对异常的处理难以统一管理的问题，以更少的资源消耗，实现了全局异常集中存储、快速查询、统一处理等功能。

Description

大规模微服务集群场景下的全局异常处理方法和平台
技术领域
本发明涉及计算机微服务应用领域，尤其涉及一种大规模微服务集群场景下的全局异常处理方法和平台。
背景技术
微服务是一种架构设计方式，每个微服务被独立部署，仅关注于完成一件任务。集群模式是通过在不同服务器上部署同一套服务对外访问，实现服务的负载均衡。目前很多大型复杂应用***将业务拆分成多个子业务，然后针对每个子业务进行集群部署，如果某个子业务出现问题，整个***仍能保持正常动作。每个子业务可以由一个或多个微服务组成，每个微服务通常包括向外部客户端提供的面向外部的服务接口，用于向客户端提供用户登录、注册等服务；还包括向其它微服务提供面向内部的服务接口，用于相互之间的服务调用，实现一个完整的业务流程。
在实际应用中，无论是作为服务端向外部客户端提供微服务，还是微服务之间的彼此调用，都会不可避免地出现异常情况，需要及时捕获和处理。异常分为检查型异常和非检查型异常，各种异常出现时，***的业务代码都需要做处理，防止直接抛出给用户。检查型异常需要在产生异常的代码方法上做处理，关于检查型异常的处理可能分布在***的各个位置；非检查型异常的处理可以在方法服务调用的最上层进行处理。由于一个***中有众多方法服务，所以对非检查型异常的处理也可能在各个方法服务的调用处都有。因此，针对异常的处理可能分布在***中的各个位置的问题，难以统一管理。
业界普遍将业务***结合Spring框架的切面特征去做全局的异常处理，Spring框架是一种微服务框架，切面由切点和增强组成，既包括了横切逻辑的定义，也包括了连接点的定义。Spring框架定义的异常处理方法，面向的是用特定方法注解修饰的类，能够对特定的异常进行业务处理。该方法能够完成单服务内部的全局异常处理，但是难以做到异常处理业务高内聚在一起，因此不能很好地适用于微服务集群这种多服务的场景。此外，异常信息中可能有部分字段需要做替换，在不同的场景下抛出的内容不同，大规模微服务集群场景下的异常处理，需要做到统一处理的同时，又要求***尽量少关注异常的处理，使两者平衡。最后，各个微服务都可能会使用数据库等公共组件，对公共组件的异常处理如果放到各个微服务中就会有冗余代码。
发明内容
技术目的：针对上述技术问题，本发明公开了一种大规模微服务集群场景下的全局异常处理方法和平台，能够在大规模微服务集群场景下，对全局异常进行集中存储、快速查询、统一处理。
技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：
一种大规模微服务集群场景下的全局异常处理方法，其特征在于，包括步骤：
获取来自微服务集群的所有原始异常信息；
根据信息格式的区别，将获取的原始异常信息分类为微服务异常信息和公共组件异常信息，对微服务异常信息进行处理得到第一拼接异常信息，对公共组件异常信息进行拼接处理，得到第二拼接异常信息；
将所述第一拼接异常信息和第二拼接异常信息发送至Spring框架切面上，进行异常封装处理，得到对应的第一封装异常信息和第二封装异常信息；
返回第一封装异常信息和第二封装异常信息给对应的原始异常信息的发送方。
优选地，将获取的原始异常信息分类为微服务异常信息和公共组件异常信息，包括步骤：
判断原始异常信息是否以包括微服务名称、异常码、带有第一变量的异常消息、第二变量的格式表示，若是，则将此原始异常信息归类于微服务异常信息，否则将所述原始异常信息归类于公共组件异常信息。
优选地，对微服务异常信息进行处理得到第一拼接异常信息，对公共组件异常信息进行拼接处理，得到第二拼接异常信息，包括步骤：
对于微服务异常信息，根据微服务名称，判断发生异常的微服务来源，将微服务异常信息中的第一变量替换为第二变量，得到第一拼接异常信息；
对于公共组件异常信息，将公共组件异常信息按照预定义格式进行拼接，得到第二拼接异常信息。
优选地，所述原始异常信息产生于微服务集群中的任一微服务在服务调用发生错误时，由被调用的微服务发出；或者产生于公共组件发生异常时，由访问和发现公共组件发生异常的微服务发出。
优选地，所述原始异常信息、第一拼接异常信息和第二拼接异常信息以Map的形式存储，key为异常码、value为异常信息的内容，异常码定义为全局静态常量。
一种全局异常处理平台，其特征在于，包括：
detector模块，用于获取来自微服务集群的所有原始异常信息，并根据信息格式的区别，将获取的原始异常信息分类为微服务异常信息和公共组件异常信息；然后对微服务异常信息进行处理得到第一拼接异常信息，对公共组件异常信息进行处理，得到第二拼接异常信息；
封装模块，用于将所述第一拼接异常信息和第二拼接异常信息发送至Spring框架切面上，进行异常封装处理，得到对应的第一封装异常信息和第二封装异常信息；
反馈模块，用于返回第一封装异常信息和第二封装异常信息给对应的原始异常信息的发送方。
优选地，还包括service模块，用于接收异常信息查询请求并进行异常信息查询。
优选地，还包括存储模块，用于存储所有原始的异常信息、第一拼接异常信息和第二拼接异常信息。
一种介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于：所述指令在被处理单元执行时用于实现所述方法。
一种电子设备，其特征在于：包括处理单元和存储单元，存储有计算机可执行指令，所述指令在被所述处理单元执行时用于实现所述方法。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
本发明采用的方案能够解决大规模微服务集群场景下的全局异常处理难以统一管理的问题，通过异常处理平台进行异常信息的统一处理，结合spring框架的切面能力，以更少的资源消耗，实现了全局异常集中存储、快速查询、统一处理等功能，最大可能的减少***中的异常信息处理量。
附图说明
图1为本发明实施例中的一种全局异常处理方法的流程图；
图2是本发明实施例中的整个微服务群在互联网中的结构示意图；
图3是本发明实施例中的全局异常处理平台的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种大规模微服务集群场景下的全局异常处理方法，包括步骤：
获取来自微服务集群的所有原始异常信息；
根据信息格式的区别，将获取的原始异常信息分类为微服务异常信息和公共组件异常信息，对微服务异常信息进行处理得到第一拼接异常信息，对公共组件异常信息进行处理，得到第二拼接异常信息；
将得到的第一拼接异常信息和第二拼接异常信息发送至Spring框架切面上，进行异常封装处理，得到对应的第一封装异常信息和第二封装异常信息；
返回第一封装异常信息和第二封装异常信息给对应的原始异常信息的发送方；
其中，原始异常信息产生于微服务集群中的任一微服务在服务调用发生错误时，由被调用的微服务发出；或者产生于公共组件发生异常时，由访问和发现公共组件发生异常的微服务发出。
具体地，根据信息格式的区别，将获取的原始异常信息分类时，包括步骤：
分析接收到的原始异常信息的格式，如果原始异常信息以包括微服务ID、异常码ID、带有第一变量的异常消息、第二变量的格式表示，判断此原始异常信息归类于微服务异常信息，否则将所述原始异常信息归类于公共组件异常信息。
具体地，对分类后的原始异常信息进行处理时，包括步骤：
对微服务异常信息进行处理时，根据微服务ID，判断发生异常的微服务来源，并将原始异常信息中的第一变量替换为第二变量，得到第一拼接异常信息；如原始信息中包括“设备％s异常，PE1”，“％s”为第一变量，“PE1”为第二变量。
对公共组件异常信息进行处理时，将公共组件异常信息按照预定义格式进行拼接，得到第二拼接异常信息。
所述原始异常信息、第一拼接异常信息和第二拼接异常信息以Map的形式存储，key为异常码、value为异常信息的内容，异常码定义为全局静态常量。
具体地，微服务异常信息中包括：exceptionEnum即异常码，serviceId即微服务名称，带有第一变量errorVariable的异常消息exceptionMessage，第二变量。不同的微服务可以定义不同的微服务名称serviceId。
实施例2
如图3所示，本实施例提供一种全局异常处理平台，首先需要搭建与业务代码解耦的一个统一异常处理平台，平台分为detector和service两个模块，detector模块用于做异常的存储和处理，service模块用于做异常的查询。其中，detector模块的处理包含两方面，一方面是对异常信息中的变量做拼接，另一方面的处理是指对公共组件的异常处理。
具体包括：
detector模块，用于获取来自微服务集群的所有原始异常信息，并根据信息格式的区别，将获取的原始异常信息分类为微服务异常信息和公共组件异常信息；然后对微服务异常信息进行处理得到第一拼接异常信息，对公共组件异常信息进行处理，得到第二拼接异常信息；
封装模块，用于将得到的第一拼接异常信息和第二拼接异常信息发送至Spring框架切面上，进行异常封装处理，得到对应的第一封装异常信息和第二封装异常信息；
反馈模块，用于返回第一封装异常信息和第二封装异常信息给发出对应的原始异常信息的发送方。
service模块，用于接收异常信息查询请求并进行异常信息查询。
存储模块，将所有原始的异常信息、第一异常信息和第二异常信息存入存储模块中。
进一步地，每个微服务中设有服务发布模块、业务流程模块、远程调用模块和信息处理模块，其中，
服务发布模块，用于向业务流程模块发送业务要求，以及接收其它微服务发送的业务请求并将业务请求发送给业务流程模块；
业务流程模块，用于根据服务发布模块发送的信息进行业务处理，以及在服务调用或发生公共组件发生异常时，调用全局异常处理平台的detector模块或service模块；
远程调用模块，用于向其他微服务发送业务请求或者接收其它微服务发送的封装后的异常信息；
信息处理模块，用于接收远程调用模块转发的封装后的异常信息，对封装后的异常信息进行处理或转发。
其中，service模块依赖detector模块，对外提供服务查询接口、对detector模块中的异常信息做查询即可，如对外暴露Get协议的URL查询接口，提供这个接口，后续如果一个异常信息增加了异常处理步骤，信息量很大，用户可以通过界面显示的异常码，依据异常码进行异常的查询，返回异常信息、处理步骤等。
实施例3：
图1所示为实施例2中的全局异常处理平台的应用示例。
一个集群服务包含微服务A、微服务B、微服务C、微服务D，其中，微服务A调用微服务B，微服务B会调用微服务C和D，为了做全局的异常处理，需要在detector模块中定义微服务B、C、D的异常信息。
以微服务A调用微服务B的过程为例，包括如下步骤：
(1)微服务A向微服务B发起远程微服务调用；
(2)微服务B根据接收到的微服务A发送的指令进行业务处理；若微服务B的业务处理无误，则向微服务A返回响应信息；若有误，微服务B调用全局异常处理平台的detector模块进行异常处理；
(3)detector模块生成拼接好的异常信息并抛出；
(4)拼接好的异常信息被Spring框架切面捕获，在Spring框架切面处做统一的异常封装处理后，返回给微服务B；
(5)微服务B向微服务A返回封装后的异常信息；
(6)微服务A对异常做处理。
detector模块中添加***异常信息的定义格式。所有异常信息以Map的形式存储，key为异常码、value为异常信息的内容。
1)、微服务异常信息处理：
在detector模块中定义微服务B的一个类BMircoServiceConstants，用于表示微服务B的异常信息；定义一个全局静态常量PE_NOT_EXIST，表示PE设备不存在的异常码；定义一个全局Map结构，用于存储异常信息；将异常码和异常信息存储到Map中。
对微服务B的异常信息处理的方法如下：输入参数exceptionEnum为异常码，errorVariable为异常信息中需要替换的变量；调用detector模块中的detector方法进行处理，返回包装好的微服务B的异常类，最后抛出拼接后的异常信息。
如拼接处理前的微服务异常信息中的第一变量可使用％s做临时填充，也可使用其它内容做临时填充，进行拼接处理时，使用第二变量替换替换异常消息中的第二变量errorVariable即可。如当errorVariable为“PE1”、exceptionMessage为“设备％s异常”，拼接之后的第一异常信息为“设备PE1异常”。
2)、公共组件异常信息处理：
detector模块将公共组件异常信息按照预定义格式进行拼接，得到第二拼接异常信息。具体包括步骤：判断公共组件异常信息是否属于预定义的能够识别的公共组件异常，如果是，则包装成具有异常码和异常信息的第二拼接异常信息，即包装成BaseException，然后抛出给Spring框架切面；如果不是，直接抛出，由对应的微服务处理。
以一个数据库语法异常为例，包括如下处理步骤：
在detector模块存储公共异常的类CommonConstants中增加一个Map，Map的key为异常码，此处可添加一个全局静态常量，SQL_SYNTAX_ERROR，表示异常码，放入Map中，value为“数据库语法异常”。
然后在公共异常处理时，直接执行公共异常处理类CommonExceptionHandler的方法handlerException，在此方法中，可以增加“数据库语法异常”的处理逻辑，逻辑为先判断异常是否为MySQLSyntaxErrorException类型，如果是，则定义一个BaseException并抛出，BaseException的内容即为上述异常码和异常信息。
微服务B调用微服务C、D的异常信息定义、处理方法、执行流程类似，不再赘述。
实施例4
图2所示，是实施例2中的全局异常处理平台所在的微服务群在公网中的示意图。
微服务设有面向集群内部提供的内部服务调用接口，和面向集群外部提供的外部服务服务接口，外部服务服务接口通过API路由网关Spring Cloud GateWay面向公网提供服务，如给外部客户端提供用户登录、注册等服务接口。
外部客户端如手机终端、电脑终端访问公网，经过nginx反向代理和API路由网关安全认证、负载均衡(Ribbon)或服务限流熔断(Sentiel)之后，连接到微服务集群。在基于Spring Cloud的微服务架构中，面向外部的服务接口会通过API路由网关Spring CloudGateWay向公网暴露，面向内部的服务接口则在API路由网关进行屏蔽，内部微服务之间的微服务在微服务集群内进行，不暴露给公网。所有的微服务向Nacos注册自己的信息，Nacos组件用于存储服务信息，并对外提供服务列表查询接口。Spring Cloud GateWay就可以通过Nacos查询到现在所有的微服务。
在全局异常处理平台中，由***开发工程师编写异常信息代码，向detector模块中添加***异常信息的定义格式等。detector模块对公共组件的异常处理时，在Spring的异常处理切面中，定义对Exception异常的处理，处理内容最开始使用public ErrorResulthandlerException(Exception ex)throws Exception方法。
如果抛出了定义的BaseException既代表是已知异常，并且已经完成了处理，如果不是则说明***尚存在未处理的异常，需要增加代码进行处理。具体来说如果是数据库异常，即为所说的公共三组件异常，将公共组件异常包装成已经识别的自定义BaseException异常并抛出；如果不是已知的公共组件异常，则直接抛出，待各自的微服务处理。
综上，本发明在微服务集群场景下搭建了一个统一异常处理平台，结合spring框架的切面能力，spring框架下包括AOP模块(Aspect Oriented Programming)，即面向切面编程模块，就是在切面上将与业务无关，却为业务模块所共同调用的逻辑或责任封装起来，便于减少***的重复代码，降低模块之间的耦合度，并有利于未来的可操作性和可维护性。
本发明还提供一种介质，存储有计算机可执行指令，所述指令在被处理单元执行时用于实现上述任意一种所述全局异常处理方法。
本发明还提供一种电子设备，包括处理单元和存储单元，存储有计算机可执行指令，所述指令在被所述处理单元执行时用于实现上述任意一种所述全局异常处理方法。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种大规模微服务集群场景下的全局异常处理方法，其特征在于，包括步骤：
获取来自微服务集群的所有原始异常信息；
根据信息格式的区别，将获取的原始异常信息分类为微服务异常信息和公共组件异常信息，对微服务异常信息进行处理得到第一拼接异常信息，对公共组件异常信息进行拼接处理，得到第二拼接异常信息；
将所述第一拼接异常信息和第二拼接异常信息发送至Spring框架切面上，进行异常封装处理，得到对应的第一封装异常信息和第二封装异常信息；
返回第一封装异常信息和第二封装异常信息给对应的原始异常信息的发送方。
2.根据权利要求1所述的大规模微服务集群场景下的全局异常处理方法，其特征在于，将获取的原始异常信息分类为微服务异常信息和公共组件异常信息，包括步骤：
判断原始异常信息是否以包括微服务名称、异常码、带有第一变量的异常消息、第二变量的格式表示，若是，则将此原始异常信息归类于微服务异常信息，否则将所述原始异常信息归类于公共组件异常信息。
3.根据权利要求2所述的大规模微服务集群场景下的全局异常处理方法，其特征在于，对微服务异常信息进行处理得到第一拼接异常信息，对公共组件异常信息进行拼接处理，得到第二拼接异常信息，包括步骤：
对于微服务异常信息，根据微服务名称，判断发生异常的微服务来源，将微服务异常信息中的第一变量替换为第二变量，得到第一拼接异常信息；
对于公共组件异常信息，将公共组件异常信息按照预定义格式进行拼接，得到第二拼接异常信息。
4.根据权利要求1所述的大规模微服务集群场景下的全局异常处理方法，其特征在于：所述原始异常信息产生于微服务集群中的任一微服务在服务调用发生错误时，由被调用的微服务发出；或者产生于公共组件发生异常时，由访问和发现公共组件发生异常的微服务发出。
5.根据权利要求1所述的大规模微服务集群场景下的全局异常处理方法，其特征在于：所述原始异常信息、第一拼接异常信息和第二拼接异常信息以Map的形式存储，key为异常码、value为异常信息的内容，异常码定义为全局静态常量。
6.一种全局异常处理平台，其特征在于，包括：
detector模块，用于获取来自微服务集群的所有原始异常信息，并根据信息格式的区别，将获取的原始异常信息分类为微服务异常信息和公共组件异常信息；然后对微服务异常信息进行处理得到第一拼接异常信息，对公共组件异常信息进行处理，得到第二拼接异常信息；
封装模块，用于将所述第一拼接异常信息和第二拼接异常信息发送至Spring框架切面上，进行异常封装处理，得到对应的第一封装异常信息和第二封装异常信息；
反馈模块，用于返回第一封装异常信息和第二封装异常信息给对应的原始异常信息的发送方。
7.根据权利要求6所述的一种全局异常处理平台，其特征在于：还包括service模块，用于接收异常信息查询请求并进行异常信息查询。
8.根据权利要求6所述的一种全局异常处理平台，其特征在于：还包括存储模块，用于存储所有原始的异常信息、第一拼接异常信息和第二拼接异常信息。
9.一种介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于：所述指令在被处理单元执行时用于实现权利要求1至4中任一项所述方法。
10.一种电子设备，其特征在于：包括处理单元和存储单元，存储有计算机可执行指令，所述指令在被所述处理单元执行时用于实现权利要求1至4中任一项所述方法。
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