CircuitBreakerMechanismen

CircuitBreakerMechanismen sind Resilienzpattern in verteilten Systemen, die darauf abzielen, Ausfälle einzelner Komponenten nicht auf das Gesamtsystem übertragen zu lassen. Sie kapseln Aufrufe zu instabilen oder entfernten Diensten (APIs, Datenbanken, Messaging-Dienste) und überwachen dabei Fehlerraten sowie Latenzen.

Der klassische Ansatz verwendet drei Zustände: geschlossen, offen und halboffen. Im geschlossenen Zustand passieren Anfragen normal das Zielsystem. Überschreitet der Fehleranteil oder die Latenz einen definierten Schwellenwert innerhalb eines Zeitfensters, wechselt der Circuit in den offenen Zustand und blockiert weitere Anfragen oder leitet sie auf Fallback-Funktionen um. Nach Ablauf einer Wartezeit im offenen Zustand gelangt der Circuit in den halboffenen Zustand, in dem eine begrenzte Anzahl von Testanfragen zugelassen wird. Gelingen diese Tests, kehrt der Circuit in den geschlossenen Zustand zurück; scheitern sie, wechselt er erneut in den offenen Zustand.

Wichtige Implementierungsaspekte sind Schwellenwerte, Zeitfenster, Backoff-Strategien, Fallback-Methoden sowie Metriken und Observability. Circuit Breaker arbeiten oft mit Retries zusammen, sollten aber Retries begrenzen oder vermeiden, um Latency-Höhen zu verhindern. Bei verteilten Systemen kann eine Koordination über ein zentrales Overlay erforderlich sein, um Inkonsistenzen zu vermeiden.

Anwendungsbereiche umfassen Microservice-Architekturen, Cloud-Dienste, externe APIs und datenbanknahe Komponenten. Vorteile sind geringere Lastspitzen, verminderte Abhängigkeit von instabilen Diensten und bessere Systemverfügbarkeit. Herausforderungen betreffen Parametrisierung, Fehlinterpretationen von Metriken, Koordination in verteilten Umgebungen und korrektes Design von Fallback-Strategien. Varianten unterscheiden zwischen clientseitigen, serverseitigen oder verteilten Implementierungen.