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Circuit Breaker pattern


Un Patrón de Diseño que podemos aplicar para gestionar el acceso a recursos que puedan estar fuera de servicio temporalmente (por picos de carga, red, etc.) es el Circuit Breaker, que simula el funcionamiento de un interruptor eléctrico (switch) inteligente, que permite anticiparse a ciertos errores (al contrario que el patrón Retry, que actúa siempre a posteriori) para intentar gestionarlos de una forma más efectiva. Para ello, necesitamos implementar un Proxy, con una lógica basada en una Máquina de Estados, capaz de prever si un recurso no va a estar disponible, para directamente ni siquiera intentar su acceso, con el objetivo de facilitar la recuperación rápida de dicho recurso al evitar reintentos que podrían sobrecargarlo incluso más.

Este Patrón de Diseño pretende evitar que una Aplicación intente acceder repetidas veces a un recurso externo que no está disponible temporalmente, dado que son accesos que no se podrán realizar con éxito, y que además podrían sobrecargar dicho recurso, haciendo que tarde más tiempo en recuperarse. Una situación que puede producirse ocasionalmente, tanto en entornos Cloud, como en Internet, e incluso en grandes aplicaciones corporativas (aunque no estén publicadas en Internet ni en Cloud).

Este Patrón de Diseño actúa como un Proxy para el acceso al recurso susceptible de fallo, monitorizando los fallos recientes, e implementando una lógica en forma de Máquina de Estados, en la que se definen los siguientes estados:

  • Cerrado (Closed). La petición es enrutada hacia su operación, accediendo al recurso externo. Se mantiene un contador de fallos recientes, de tal modo, que si el acceso al recurso externo es fallido, se incrementa el valor de dicho contador. Si el número de fallos recientes supera un determinado número (umbral, ej: 10) durante un determinado periodo de tiempo (ej: últimos 5min), cambiaremos el estado a Abierto.
  • Abierto (Open). Al entrar en este estado, se inicia un temporizador, que nos permita estar en estado Abierto (Open) un determinado periodo de tiempo (ej: 2 minutos). Al acabar este temporizador, cambiaremos el estado a Semi-Abierto (Half-Open). Mientras estamos en estado Abierto, no realizaremos ningún intento de acceso al recurso externo, generando directamente una Excepción. De este modo, se pretende evitar sobrecargar dicho recurso, para que sea capaz de recuperarse lo antes posible.
  • Semi-Abierto (Half-Open). En este estado, sólo un porcentaje de las peticiones al recurso externo, serán enrutadas hacia su operación, mientras que para el resto ni se intentará el acceso, generándose directamente una excepción. De este modo, se intenta regular el caudal, es decir, que al cambiar del estado Abierto, se ejecuten a la vez todas las operaciones que hubiesen quedado pendientes, con el riesgo de volver a sobrecargar el recurso externo, como si de un Ataque de Denegación de Servicio se tratase. Se mantiene un contador de fallos recientes, de tal modo que si no hay fallos durante un determinado periodo de tiempo (ej: últimos 5min), cambiaremos al estado Cerrado (Closed).

Este Patrón de Diseño es personalizable, en el sentido de que podemos ajustar los umbrales y temporizadores de cada estado conforme a cada caso concreto, e incluso también podríamos implementarlo junto con el Patrón de Reintentos (Retry Pattern).

En el siguiente diagrama podemos ver una representación gráfica de este Patrón de Diseño, para hacernos una mejor idea.

Para más información, puede consultarse el siguiente enlace:

Poco más por hoy. Como siempre, confío que la lectura sea de interés.


[Fecha del Artículo (UTC): 02/12/2017]
[Autor: GuilleSQL]



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