12 | 异常重试：在约定时间内安全可靠地重试
在分布式系统和微服务架构中，RPC（远程过程调用）作为一种常见的通信机制，极大地促进了服务间的解耦与协作。然而，网络延迟、服务宕机、资源限制等因素时常导致RPC调用失败，影响系统的稳定性和用户体验。为了提升系统的健壮性和容错能力，异常重试机制成为了不可或缺的一环。本章将深入探讨如何在RPC调用中实现高效、安全、可靠的异常重试策略，确保在约定时间内完成操作，同时避免不必要的资源消耗和潜在的副作用。
12.1 引言
异常重试机制的核心思想是在遇到可恢复的错误时，自动或根据策略手动重试RPC调用，以期成功完成操作。合理的重试策略不仅能提高系统的可用性，还能在一定程度上缓解因瞬时故障导致的服务中断问题。然而，不恰当的重试策略也可能引发新的问题，如服务雪崩、资源耗尽等。因此，设计一套既高效又安全的异常重试机制至关重要。
12.2 重试策略概述
12.2.1 固定间隔重试
固定间隔重试是最简单的重试策略，即每次重试之间等待固定的时间间隔。这种策略实现简单，但缺乏灵活性，可能不适用于所有场景。例如，在网络延迟较高或服务恢复时间不确定的情况下，过短的间隔可能导致频繁的重试失败，而过长的间隔则可能延长用户等待时间。
12.2.2 指数退避重试
指数退避重试策略在每次重试失败后，将等待时间按指数级增长。这种策略能够较好地适应网络波动和服务恢复时间的不确定性，减少因频繁重试对系统造成的压力。同时，通过设置最大重试间隔和重试次数上限，可以有效控制重试的总时间和次数，避免无限重试导致的资源耗尽。
12.2.3 随机退避重试
随机退避重试策略在指数退避的基础上引入随机性，即在每次重试时，等待时间在一个基于指数增长的范围内随机选择。这种策略能够进一步减少因多个客户端同时重试而导致的服务端压力峰值，提高系统的整体稳定性。
12.2.4 自定义重试策略
除了上述几种常见的重试策略外，还可以根据具体业务需求设计自定义重试策略。例如，根据错误类型选择不同的重试策略、在特定时间段内禁止重试等。自定义重试策略提供了更高的灵活性和针对性，但也需要更复杂的实现和维护。
12.3 安全可靠的实现要点
12.3.1 识别可重试的错误
并非所有RPC调用失败都适合重试。例如，由于数据不一致或业务逻辑错误导致的失败，重试往往无法解决问题，反而可能加剧问题。因此，在设计重试机制时，首先需要明确哪些错误是可重试的，哪些是不可重试的。这通常需要根据具体的业务逻辑和错误码进行判断。
12.3.2 设置合理的重试次数和间隔
合理的重试次数和间隔是确保重试机制有效性和安全性的关键。过少的重试次数可能无法应对偶发的网络波动或服务故障，而过多的重试次数则可能引发服务雪崩或资源耗尽。同样，过短的间隔可能导致频繁的重试失败，而过长的间隔则可能延长用户等待时间。因此，需要根据实际情况设置合理的重试次数和间隔。
12.3.3 防止重试风暴
在分布式系统中，多个客户端可能同时遇到相同的RPC调用失败，并触发重试机制。如果所有客户端都立即进行重试，可能会在短时间内对服务端造成巨大的压力，形成所谓的“重试风暴”。为了防止这种情况的发生，可以采用限流、熔断等机制来限制重试的并发量，或者通过随机退避等方式分散重试时间。
12.3.4 幂等性保证
幂等性是指多次执行同一操作产生的结果与执行一次相同操作产生的结果相同。在RPC调用中，确保操作的幂等性是防止因重试导致数据不一致的关键。对于非幂等操作，需要在业务逻辑层面进行特殊处理，如使用唯一标识符、检查操作状态等，以确保重试不会造成额外的副作用。
12.3.5 监控与日志
完善的监控和日志记录是评估和优化重试机制效果的重要手段。通过监控RPC调用的成功率、失败率、重试次数等指标，可以及时发现潜在的问题并采取相应的措施。同时，详细的日志记录可以帮助开发人员快速定位问题原因，优化重试策略。
12.4 实践案例
假设我们有一个基于微服务架构的电商系统，其中订单服务需要调用库存服务来验证商品库存并扣减库存。由于网络波动或库存服务暂时不可用等原因，订单服务在调用库存服务时可能会遇到失败。为了提升系统的健壮性，我们可以在订单服务中实现异常重试机制。
识别可重试的错误：根据库存服务返回的错误码，我们确定“服务暂时不可用”、“网络超时”等错误是可重试的。
设置合理的重试策略：考虑到库存服务的恢复时间可能较长且不确定，我们选择指数退避重试策略，并设置最大重试次数为3次，最大重试间隔为10秒。
防止重试风暴：通过限流机制限制订单服务对库存服务的并发请求数，避免在多个订单同时遇到失败时引发重试风暴。
幂等性保证：在库存服务中，我们为每个扣减库存的请求生成一个唯一的请求ID，并在处理请求时检查该ID是否已存在。如果存在，则直接返回处理结果，避免重复扣减库存。
监控与日志：在订单服务和库存服务中分别部署监控系统和日志收集系统，实时监控RPC调用的成功率、失败率、重试次数等指标，并记录详细的日志信息以便后续分析。
12.5 总结
异常重试机制是提升RPC调用稳定性和可靠性的重要手段。通过设计合理的重试策略、识别可重试的错误、设置合理的重试次数和间隔、防止重试风暴、保证操作的幂等性以及加强监控与日志记录等措施，我们可以在约定时间内安全可靠地实现RPC调用的异常重试。这不仅有助于提升用户体验和系统稳定性，还能在一定程度上缓解因瞬时故障导致的服务中断问题。
