断路器设计模式

断路器是一个现代软件开发的设计模式。用以侦测错误，并避免不断地触发相同的错误（如维护时服务不可用、暂时性的系统问题或是未知的系统错误）。

常用时机

假设有个应用程序每秒会与数据库沟通数百次，此时数据库突然发生了错误，程序员并不会希望在错误时还不断地访问数据库。因此会在等待TCP连线逾时之前直接处理这个错误，并进入正常的结束程序（而非直接结束程式）。简单来说，断路器会侦测错误并且“预防”应用程序不断地呼叫一个近乎毫无回应的服务（除非该服务已经安全到可重试连线了）。

概念

断路器有分简单与较进阶的版本，简单的断路器只需要知道服务是否可用。而较进阶的版本比起前者更有效率。进阶的断路器带有至少三个状态：

• 关闭：断路器在预设的情形下是呈现关闭的状态，而断路器本身“带有”计数功能，每当错误发生一次，计数器也就会进行“累加”的动作，到了一定的错误发生次数断路器就会被“开启”，这个时候亦会在内部启用一个计时器，一旦时间到了就会切换成半开启的状态。
• 开启：在开启的状态下任何请求都会“直接”被拒绝并且抛出异常讯息。
• 半开启：在此状态下断路器会允许部分的请求，如果这些请求都能成功通过，那么就意味着错误已经不存在，则会被“切换回”关闭状态并“重置”计数。倘若请求中有“任一”的错误发生，则会回复到“开启”状态，并且重新计时，给予系统一段休息时间。

效能考量

当安全是个益处，效能也就成为了实作断路器的一个负面考量。因为需要不断地检查一个服务是否安全，且服务不仅会有一个，甚至会以多个方向扩展。

实作范例

PHP

下面是一个以 PHP 来实作的范例。这个范例是将一个 MySQL 服务器的可用状态处存进共享记忆体快取（APC）中并在之后以此判断是否可用。

检查

下列脚本能以工作排程来不断地在某时刻执行检查。

$db = mysql_connect('localhost','user','pass');
if ($db === false) {
    apc_store('dbUp', '已斷線');
} else {
    apc_store('dbUp', '可連線');
    @mysql_close($db);
}

在应用程序中使用

if (apc_fetch('dbUp') === '已斷線') {
    echo "資料庫目前不可用。請在數分鐘後嘗試。";
    exit;
}
$db  = mysql_connect('localhost', 'user', 'pass');
$res = mysql_db_query('database', 'SELECT * FROM table');

外部链接

• Example of PHP implementation with diagrams
• Example of C# implementation from Anders Lybeckers using Polly （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Polly NuGet package （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Example of C# implementation from Alexandr Nikitin （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Implementation in Python （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Stability patterns applied in a RESTful architecture （页面存档备份，存于互联网档案馆）