CircuitBreakerStrategien

CircuitBreakerStrategien sind Entwurfsmuster zur Stabilisierung verteilter Systeme. Sie verhindern, dass eine fehlerhafte Abhängigkeit persistente Probleme verursacht, indem sie Anfragen an eine fehlerhafte Komponente vorübergehend blockieren.

Zustand und Funktionsweise: Eine CircuitBreaker-Instanz arbeitet als Zustandsautomat mit drei Zuständen: geschlossen, offen und halb offen. Im Normalbetrieb ist der Breaker geschlossen. Wenn Fehlerhäufigkeit oder Fehleranzahl einen Grenzwert überschreitet, wechselt er in den offenen Zustand und blockiert weitere Anfragen für eine festgelegte Wartezeit. Danach wechselt er in den Zustand halb offen, um eine begrenzte Probeanfrage zuzulassen. Je nach Ergebnis der Probeanfrage kehrt er in geschlossen oder erneut in offen zurück.

Wichtige Parameter: Zeitfenster zur Messung von Fehlern, Fehlerschwelle (Anzahl oder Quote), Reset- bzw. Wartezeit, exponentielles Backoff-Verhalten und ggf. Jitter, um Lastspitzen zu glätten. Die Wahl dieser Parameter beeinflusst Reaktionsfähigkeit, Fehlertoleranz und Durchsatz.

Anwendungsformen und Muster: Circuit Breaker können clientseitig in Bibliotheken oder serverseitig am API-Gateway eingesetzt werden. Typische Muster ergänzen sie durch Fallback-Strategien wie Default-Werte, Caching oder den Einsatz eines alternativen Dienstes. Das Bulkhead-Prinzip kann zusätzlich Ressourcen isolieren, um kaskadierende Ausfälle zu verhindern.

Beobachtung und Betrieb: Wichtige Metriken sind Fehlerquote, Durchsatz, Latenz und der Anteil offener Circuit Breakers. Logging und verteiltes Tracing helfen beim Verständnis von Auswirkungen und Zeitpunkten von Öffnungen.

Beispiele und Ökosystem: In Java wird resilience4j genutzt, in C# Polly. Hystrix war lange verbreitet, wird aber in modernen Projekten weniger stark eingesetzt.

Best Practices: Abstimmung von Timeouts, Sicherstellung von Idempotenz bei Wiederholungen, klare SLAs und umfassende Telemetrie, um rechtzeitig Gegenmaßnahmen einzuleiten.