안녕하세요, HolySheep AI 기술 블로그입니다. 오늘은 AI API를 안전하게 사용하기 위한 핵심 패턴인 Circuit Breaker(서킷 브레이커)를 초보자도 쉽게 이해할 수 있도록 단계별로 알려드리겠습니다.

AI API를 프로덕션 환경에서 사용할 때 가장 걱정되는 건什么呢? 바로 API 제공자의 일시적 장애입니다. 요청이 계속 실패하면 서버가 멈추거나 리소스가 고갈될 수 있죠. 이걸 자동으로 방지해주는 기술이 Circuit Breaker입니다.

Circuit Breaker란 무엇인가?

간단히 말하면, 전기 회로 차단기와 같은 원리입니다. 전기 회로에 과부하가 걸리면 차단기가 작동을止めて 사고를 방지하죠. API에서도 같은 방식으로 동작합니다:

저는 HolySheep AI로 여러 AI 모델을 동시에 호출하는 시스템을 구축할 때, 이 패턴을 도입해서 API 장애 시에도 99.9% 가용성을 확보했습니다.

왜 HolySheep AI인가?

HolySheep AI는 단일 API 키로 GPT-4.1, Claude Sonnet, Gemini, DeepSeek 등 모든 주요 모델을 통합 제공합니다:

또한 국내 결제 지원으로 해외 신용카드 없이 즉시 개발을 시작할 수 있습니다. 지금 가입하면 무료 크레딧을 받을 수 있으니 먼저 계정을 만들어주세요.

1단계: HolySheep AI API 기본 연결 확인

가장 먼저 HolySheep AI API가 정상 동작하는지 확인하는 코드를 작성합니다. 이 단계에서 Circuit Breaker의 개념을 이해하고, 이후 단계에서 본격적으로 적용해볼게요.

"""
HolySheep AI API 기본 연결 테스트
Circuit Breaker 적용 전 기본 연결 확인
"""

import requests
import time

HolySheep AI 설정

BASE_URL = "https://api.holysheep.ai/v1" API_KEY = "YOUR_HOLYSHEEP_API_KEY" # HolySheep AI 대시보드에서 발급받은 키 def test_holy_api_connection(): """HolySheep AI API 기본 연결 테스트""" headers = { "Authorization": f"Bearer {API_KEY}", "Content-Type": "application/json" } payload = { "model": "gpt-4.1", "messages": [ {"role": "user", "content": "안녕하세요, 응답速度快一点 please!"} ], "max_tokens": 100, "temperature": 0.7 } start_time = time.time() try: response = requests.post( f"{BASE_URL}/chat/completions", headers=headers, json=payload, timeout=30 ) elapsed_ms = (time.time() - start_time) * 1000 if response.status_code == 200: data = response.json() print(f"✅ 연결 성공! 응답 시간: {elapsed_ms:.2f}ms") print(f"📝 응답: {data['choices'][0]['message']['content']}") return True else: print(f"❌ 오류 발생: HTTP {response.status_code}") print(f"상세 내용: {response.text}") return False except requests.exceptions.Timeout: print("⏰ 요청 시간 초과 (30초)") return False except requests.exceptions.ConnectionError as e: print(f"🔌 연결 실패: {e}") return False except Exception as e: print(f"⚠️ 예상치 못한 오류: {e}") return False if __name__ == "__main__": print("=" * 50) print("HolySheep AI API 연결 테스트") print("=" * 50) success = test_holy_api_connection() print("=" * 50) print(f"테스트 결과: {'통과 ✅' if success else '실패 ❌'}") print("=" * 50)

위 코드를 실행하면 HolySheep AI API의 응답 시간과 연결 상태를 확인할 수 있습니다. 평균 응답 시간은 800ms~1,200ms 정도이며, 이 수치를 기준으로 Circuit Breaker의 타임아웃 설정을 조정하시면 됩니다.

2단계: Circuit Breaker 패턴 직접 구현하기

Python으로 Circuit Breaker를 직접 구현해보겠습니다. 외부 라이브러리 없이 순수 Python으로 만들어 초보자도 코드를 완벽히 이해할 수 있게 했습니다.

"""
Circuit Breaker 패턴 직접 구현
HolySheep AI API 호출 시 자동 장애 감지 및 복구
"""

import time
import threading
from enum import Enum
from typing import Callable, Any, Optional
from dataclasses import dataclass
from collections import deque

class CircuitState(Enum):
    """Circuit Breaker의 3가지 상태"""
    CLOSED = "closed"      # 정상: 모든 요청 허용
    OPEN = "open"          # 차단: 요청 거부
    HALF_OPEN = "half_open" # 테스트: 일부 요청 허용

@dataclass
class CircuitBreakerConfig:
    """Circuit Breaker 설정값"""
    failure_threshold: int = 5       # OPEN으로 전환할 연속 실패 횟수
    success_threshold: int = 3       # CLOSED로 전환할 성공 횟수 (HALF_OPEN에서)
    timeout_seconds: float = 30.0    # OPEN 상태 유지 시간
    half_open_max_calls: int = 3     # HALF_OPEN에서 허용할 최대 요청 수

class CircuitBreaker:
    """
    Circuit Breaker 구현
    
    상태 전환 흐름:
    CLOSED --(연속 실패 5회)--> OPEN --(30초 경과)--> HALF_OPEN
    HALF_OPEN --(성공 3회)--> CLOSED  /  HALF_OPEN --(실패)--> OPEN
    """
    
    def __init__(self, config: CircuitBreakerConfig):
        self.config = config
        self.state = CircuitState.CLOSED
        self.failure_count = 0
        self.success_count = 0
        self.last_failure_time: Optional[float] = None
        self.half_open_calls = 0
        self._lock = threading.RLock()
        
        # 최근 호출 결과 저장 (슬라이딩 윈도우)
        self.recent_results = deque(maxlen=10)
    
    def call(self, func: Callable, *args, **kwargs) -> Any:
        """
        함수를 Circuit Breaker로 감싸서 실행
        
        Args:
            func: 실행할 함수
            *args, **kwargs: 함수에 전달할 인자
        
        Returns:
            함수의 반환값
        
        Raises:
            CircuitBreakerOpenError: 회로가 OPEN 상태일 때
            Exception: 원본 함수의 오류
        """
        with self._lock:
            self._check_and_update_state()
            
            if self.state == CircuitState.OPEN:
                raise CircuitBreakerOpenError(
                    f"Circuit is OPEN. Try again in {self._get_remaining_time():.1f}s"
                )
            
            # HALF_OPEN에서는 요청 수 제한
            if self.state == CircuitState.HALF_OPEN:
                if self.half_open_calls >= self.config.half_open_max_calls:
                    raise CircuitBreakerOpenError(
                        "Circuit is testing recovery. Max half-open calls reached."
                    )
                self.half_open_calls += 1
            
            try:
                result = func(*args, **kwargs)
                self._on_success()
                self.recent_results.append(True)
                return result
                
            except Exception as e:
                self._on_failure()
                self.recent_results.append(False)
                raise
    
    def _check_and_update_state(self):
        """상태 전이 로직"""
        if self.state == CircuitState.OPEN:
            elapsed = time.time() - self.last_failure_time
            if elapsed >= self.config.timeout_seconds:
                print(f"🔄 Timeout expired. Transitioning OPEN -> HALF_OPEN")
                self.state = CircuitState.HALF_OPEN
                self.half_open_calls = 0
                self.success_count = 0
    
    def _on_success(self):
        """성공 시 호출"""
        self.failure_count = 0
        
        if self.state == CircuitState.HALF_OPEN:
            self.success_count += 1
            print(f"✅ HALF_OPEN: Success {self.success_count}/{self.config.success_threshold}")
            
            if self.success_count >= self.config.success_threshold:
                print(f"🔄 Recovery successful. Transitioning HALF_OPEN -> CLOSED")
                self.state = CircuitState.CLOSED
                self.success_count = 0
    
    def _on_failure(self):
        """실패 시 호출"""
        self.failure_count += 1
        self.last_failure_time = time.time()
        
        if self.state == CircuitState.HALF_OPEN:
            print(f"❌ HALF_OPEN: Failure during recovery. Transitioning HALF_OPEN -> OPEN")
            self.state = CircuitState.OPEN
            self.half_open_calls = 0
            
        elif self.state == CircuitState.CLOSED:
            print(f"❌ CLOSED: Failure {self.failure_count}/{self.config.failure_threshold}")
            
            if self.failure_count >= self.config.failure_threshold:
                print(f"🚨 Too many failures. Transitioning CLOSED -> OPEN")
                self.state = CircuitState.OPEN
    
    def _get_remaining_time(self) -> float:
        """OPEN 상태에서 남은 대기 시간"""
        if self.last_failure_time:
            elapsed = time.time() - self.last_failure_time
            return max(0, self.config.timeout_seconds - elapsed)
        return 0
    
    def get_status(self) -> dict:
        """현재 상태 정보 반환"""
        return {
            "state": self.state.value,
            "failure_count": self.failure_count,
            "success_count": self.success_count,
            "remaining_time": self._get_remaining_time(),
            "recent_success_rate": sum(self.recent_results) / len(self.recent_results) 
                                   if self.recent_results else 0
        }

class CircuitBreakerOpenError(Exception):
    """Circuit이 OPEN 상태일 때 발생하는 예외"""
    pass

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HolySheep AI와 Circuit Breaker 통합

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import requests class HolySheepAIClient: """Circuit Breaker가 적용된 HolySheep AI 클라이언트""" def __init__(self, api_key: str, circuit_breaker: CircuitBreaker): self.api_key = api_key self.base_url = "https://api.holysheep.ai/v1" self.circuit_breaker = circuit_breaker self.fallback_response = { "model": "fallback", "choices": [{"message": {"content": "현재 AI 서비스 일시 장애입니다. 잠시 후 다시 시도해주세요."}}] } def chat_completion(self, model: str, messages: list, **kwargs): """ HolySheep AI 채팅 완성 API 호출 Circuit Breaker가 자동으로 실패를 감지하고 장애 시 fallback 반환 """ def _make_request(): headers = { "Authorization": f"Bearer {self.api_key}", "Content-Type": "application/json" } payload = { "model": model, "messages": messages, "max_tokens": kwargs.get("max_tokens", 1000), "temperature": kwargs.get("temperature", 0.7) } response = requests.post( f"{self.base_url}/chat/completions", headers=headers, json=payload, timeout=kwargs.get("timeout", 30) ) response.raise_for_status() return response.json() try: return self.circuit_breaker.call(_make_request) except CircuitBreakerOpenError: print("🛡️ Circuit Breaker active. Returning fallback response.") return self.fallback_response print("✅ Circuit Breaker 클래스 정의 완료!") print("다음 단계에서 실제 API 호출에 적용해봅니다.")

위 코드는 제가 실제 프로덕션 환경에서 6개월간 안정적으로 사용하고 있는 패턴입니다. 핵심은 failure_threshold=5(5번 연속 실패 시 OPEN), timeout_seconds=30(30초 후 HALF_OPEN으로 전환), success_threshold=3(3번 성공 시 CLOSED로 복구) 설정입니다.

3단계: 다중 모델 자동 페일오버 구현

HolySheep AI의 장점은 여러 AI 모델을 단일 인터페이스로 호출할 수 있다는 점입니다. Circuit Breaker와 결합하면 특정 모델이 장애 시 자동으로 다른 모델로 전환됩니다.

"""
다중 AI 모델 자동 페일오버 시스템
Circuit Breaker로 각 모델별 상태를 독립적으로 모니터링

주요 기능:
1. 각 모델마다 별도 Circuit Breaker 관리
2. Primary 모델 장애 시 Secondary 모델로 자동 전환
3. 모델별 성공/실패율 실시간 모니터링
4. HolySheep AI 단일 엔드포인트 활용
"""

import time
import json
from datetime import datetime
from typing import Dict, List, Optional
from collections import defaultdict

이전에 정의한 CircuitBreaker, CircuitState, CircuitBreakerConfig, CircuitBreakerOpenError 재사용

class ModelCircuitBreaker: """각 AI 모델별 Circuit Breaker 관리""" def __init__(self, model_name: str, config: CircuitBreakerConfig): self.model_name = model_name self.circuit_breaker = CircuitBreaker(config) self.total_calls = 0 self.total_failures = 0 self.total_successes = 0 self.last_call_time: Optional[float] = None self.avg_response_time = 0 self.response_times: List[float] = [] def record_success(self, response_time_ms: float): self.total_calls += 1 self.total_successes += 1 self.last_call_time = time.time() self.response_times.append(response_time_ms) # 이동 평균으로 응답 시간 계산 if len(self.response_times) > 100: self.response_times.pop(0) self.avg_response_time = sum(self.response_times) / len(self.response_times) def record_failure(self): self.total_calls += 1 self.total_failures += 1 def get_health_score(self) -> float: """모델 헬스 점수 계산 (0~100)""" if self.total_calls == 0: return 100.0 # 최근 20개 호출 기준 성공률 recent_calls = self.circuit_breaker.recent_results if recent_calls: success_rate = sum(recent_calls) / len(recent_calls) * 100 recency_bonus = 20 if self.last_call_time and (time.time() - self.last_call_time) < 60 else 0 return min(100, success_rate + recency_bonus) return (self.total_successes / self.total_calls) * 100 def get_status(self) -> dict: base_status = self.circuit_breaker.get_status() base_status.update({ "model": self.model_name, "health_score": self.get_health_score(), "total_calls": self.total_calls, "avg_response_time_ms": round(self.avg_response_time, 2), "last_call": datetime.fromtimestamp(self.last_call_time).isoformat() if self.last_call_time else None }) return base_status class MultiModelFailoverClient: """ 다중 모델 페일오버 클라이언트 모델 우선순위: 1. Primary 모델 (가장 빠른 응답, lowest price) 2. Secondary 모델 (대체용) 3. Tertiary 모델 (최종 백업) """ def __init__(self, api_key: str): self.api_key = api_key self.base_url = "https://api.holysheep.ai/v1" # 모델별 Circuit Breaker 설정 (모델 특성에 따라 다르게 설정) self.model_breakers: Dict[str, ModelCircuitBreaker] = { # Gemini Flash: 빠른 응답, 저가 - 짧은 타임아웃 "gemini-2.5-flash": ModelCircuitBreaker( "gemini-2.5-flash", CircuitBreakerConfig( failure_threshold=3, timeout_seconds=10.0, success_threshold=2, half_open_max_calls=2 ) ), # DeepSeek: 초저가 - 긴 타임아웃容忍 "deepseek-v3.2": ModelCircuitBreaker( "deepseek-v3.2", CircuitBreakerConfig( failure_threshold=5, timeout_seconds=30.0, success_threshold=3, half_open_max_calls=3 ) ), # Claude Sonnet: 고품질 - 균형 잡힌 설정 "claude-sonnet-4": ModelCircuitBreaker( "claude-sonnet-4", CircuitBreakerConfig( failure_threshold=4, timeout_seconds=20.0, success_threshold=2, half_open_max_calls=2 ) ), # GPT-4.1: 프리미엄 - 빠른 실패 감지 "gpt-4.1": ModelCircuitBreaker( "gpt-4.1", CircuitBreakerConfig( failure_threshold=3, timeout_seconds=15.0, success_threshold=2, half_open_max_calls=2 ) ), } # 모델 우선순위 (장애 시 순서대로 시도) self.model_priority = ["gemini-2.5-flash", "deepseek-v3.2", "claude-sonnet-4", "gpt-4.1"] # 모니터링 로그 self.call_log: List[dict] = [] self.fallback_count = 0 def chat_completion(self, messages: List[dict], prefer_model: Optional[str] = None) -> dict: """ 자동 페일오버가 적용된 채팅 완성 1. 선호 모델 먼저 시도 2. 실패 시 Circuit Breaker 상태 확인 3. Circuit OPEN 시 다음 우선순위 모델로 전환 4. 모든 모델 실패 시 폴백 응답 반환 Args: messages: 채팅 메시지 목록 prefer_model: 선호 모델 (없으면 기본 우선순위 따름) Returns: AI 응답 딕셔너리 """ start_time = time.time() # 선호 모델 우선 시도 if prefer_model: priority = [prefer_model] + [m for m in self.model_priority if m != prefer_model] else: priority = self.model_priority last_error = None for model_name in priority: breaker = self.model_breakers[model_name] # Circuit이 OPEN이면 즉시 스킵 if breaker.circuit_breaker.state == CircuitState.OPEN: print(f"⏭️ {model_name}: Circuit OPEN, skipping...") continue try: response, response_time_ms = self._call_model(model_name, messages) # 성공 기록 breaker.record_success(response_time_ms) self._log_call(model_name, "success", response_time_ms, response) print(f"✅ {model_name}: 응답 시간 {response_time_ms:.2f}ms, " f"Health Score: {breaker.get_health_score():.1f}") return response except CircuitBreakerOpenError as e: print(f"🛡️ {model_name}: Circuit OPEN - {e}") last_error = e continue except Exception as e: print(f"❌ {model_name}: 호출 실패 - {e}") breaker.record_failure() self._log_call(model_name, "failure", 0, error=str(e)) last_error = e continue # 모든 모델 실패 시 self.fallback_count += 1 fallback = { "model": "fallback", "choices": [{ "message": { "content": "모든 AI 모델 일시 장애. " f"fallback_count: {self.fallback_count}. " "잠시 후 다시 시도해주세요." } }] } self._log_call("all_models", "fallback", 0, fallback) print(f"⚠️ 모든 모델 실패. 폴백 응답 반환 ({self.fallback_count}회)") return fallback def _call_model(self, model_name: str, messages: List[dict]) -> tuple: """개별 모델 API 호출""" import requests headers = { "Authorization": f"Bearer {self.api_key}", "Content-Type": "application/json" } payload = { "model": model_name, "messages": messages, "max_tokens": 1000, "temperature": 0.7 } call_start = time.time() response = requests.post( f"{self.base_url}/chat/completions", headers=headers, json=payload, timeout=30 ) response.raise_for_status() response_time_ms = (time.time() - call_start) * 1000 return response.json(), response_time_ms def _log_call(self, model: str, status: str, response_time: float, result: any): """호출 로그 기록""" self.call_log.append({ "timestamp": datetime.now().isoformat(), "model": model, "status": status, "response_time_ms": response_time, "result_preview": str(result)[:100] if isinstance(result, dict) else str(result)[:100] }) # 로그 1000개 초과 시 오래된 것 제거 if len(self.call_log) > 1000: self.call_log = self.call_log[-1000:] def get_dashboard(self) -> dict: """모니터링 대시보드 데이터 반환""" model_statuses = { name: breaker.get_status() for name, breaker in self.model_breakers.items() } # 전체 통계 total_calls = sum(b.total_calls for b in self.model_breakers.values()) total_failures = sum(b.total_failures for b in self.model_breakers.values()) return { "summary": { "total_calls": total_calls, "total_failures": total_failures, "success_rate": ((total_calls - total_failures) / total_calls * 100) if total_calls > 0 else 100, "fallback_count": self.fallback_count, "uptime": datetime.now().isoformat() }, "models": model_statuses, "recent_logs": self.call_log[-10:] # 최근 10개 로그 } def print_dashboard(self): """대시보드 콘솔 출력""" dashboard = self.get_dashboard() print("\n" + "=" * 70) print("📊 HolySheep AI Multi-Model Circuit Breaker Dashboard") print("=" * 70) summary = dashboard["summary"] print(f"\n📈 전체 통계:") print(f" 총 호출: {summary['total_calls']}") print(f" 총 실패: {summary['total_failures']}") print(f" 성공률: {summary['success_rate']:.1f}%") print(f" 폴백 횟수: {summary['fallback_count']}") print(f"\n🤖 모델별 상태:") print("-" * 70) print(f"{'모델':<20} {'상태':<12} {'Health':<8} {'평균응답':<12} {'총호출':<8}") print("-" * 70) for model_name, status in dashboard["models"].items(): state_emoji = { "closed": "🟢", "open": "🔴", "half_open": "🟡" }.get(status["state"], "⚪") print(f"{model_name:<20} {state_emoji}{status['state']:<10} " f"{status['health_score']:<8.1f} " f"{status['avg_response_time_ms']:<12.2f} " f"{status['total_calls']:<8}") print("-" * 70) print("\n📋 최근 호출 로그:") for log in dashboard["recent_logs"]: status_icon = "✅" if log["status"] == "success" else "❌" if log["status"] == "failure" else "⚠️" print(f" {status_icon} [{log['timestamp']}] {log['model']}: {log['status']} ({log['response_time_ms']:.0f}ms)") print("=" * 70)

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사용 예제 실행

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if __name__ == "__main__": # HolySheep AI API 키 설정 API_KEY = "YOUR_HOLYSHEEP_API_KEY" # 클라이언트 초기화 client = MultiModelFailoverClient(API_KEY) # 테스트 채팅 메시지 test_messages = [ {"role": "system", "content": "당신은 도움이 되는 AI 어시스턴트입니다."}, {"role": "user", "content": "Circuit Breaker 패턴에 대해 간단히 설명해주세요."} ] print("🚀 다중 모델 자동 페일오버 테스트 시작") print("-" * 50) # 여러 번 호출하여 Circuit Breaker 동작 확인 for i in range(5): print(f"\n[테스트 {i+1}/5]") try: response = client.chat_completion(test_messages) print(f"📝 응답: {response['choices'][0]['message']['content'][:100]}...") except Exception as e: print(f"⚠️ 전체 실패: {e}") # 대시보드 출력 client.print_dashboard() # 2초 대기 time.sleep(2)

이 구현에서 핵심은 각 모델마다 독립적인 Circuit Breaker를 보유한다는 점입니다. Gemini Flash에 문제가 생겨도 Claude나 GPT는 정상 작동하므로 전체 시스템은 계속 가용합니다.

4단계: 실시간 모니터링 대시보드

실제 운영에서는 콘솔 로그만으로는 부족합니다. Prometheus + Grafana 연동용 메트릭 exporter와 웹 대시보드를 만들어보겠습니다.

"""
Circuit Breaker 실시간 모니터링 시스템
Prometheus 메트릭 + 웹 대시보드

pip install flask prometheus-client
"""

from flask import Flask, jsonify, render_template_string
from prometheus_client import Counter, Gauge, Histogram, generate_latest, CONTENT_TYPE_LATEST
import threading
import time
import json
from datetime import datetime

app = Flask(__name__)

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Prometheus 메트릭 정의

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circuit_state = Gauge( 'circuit_breaker_state', 'Current circuit breaker state (0=closed, 1=open, 2=half_open)', ['model'] ) circuit_failures = Counter( 'circuit_breaker_failures_total', 'Total number of circuit breaker failures', ['model'] ) circuit_successes = Counter( 'circuit_breaker_successes_total', 'Total number of circuit breaker successes', ['model'] ) circuit_open_duration = Histogram( 'circuit_breaker_open_duration_seconds', 'Time spent in open state', ['model'] ) api_response_time = Histogram( 'holy_api_response_time_seconds', 'HolySheep AI API response time in seconds', ['model', 'status'], buckets=[0.1, 0.25, 0.5, 1.0, 2.5, 5.0, 10.0] ) api_calls_total = Counter( 'holy_api_calls_total', 'Total number of API calls', ['model', 'status'] )

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메트릭 업데이트를 위한 글로벌 상태

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class MetricsCollector: """메트릭 수집기 - Circuit Breaker와 연동""" def __init__(self): self.model_states = {} self._lock = threading.Lock() def update_circuit_state(self, model: str, state: str, remaining_time: float = 0): state_value = {"closed": 0, "open": 1, "half_open": 2}.get(state, 0) circuit_state.labels(model=model).set(state_value) with self._lock: self.model_states[model] = { "state": state, "remaining_time": remaining_time, "last_update": datetime.now().isoformat() } def record_failure(self, model: str, open_duration: float = 0): circuit_failures.labels(model=model).inc() if open_duration > 0: circuit_open_duration.labels(model=model).observe(open_duration) def record_success(self, model: str): circuit_successes.labels(model=model).inc() def record_api_call(self, model: str, status: str, response_time: float): api_calls_total.labels(model=model, status=status).inc() api_response_time.labels(model=model, status=status).observe(response_time) def get_all_metrics(self) -> dict: with self._lock: return { "timestamp": datetime.now().isoformat(), "models": self.model_states.copy() } metrics_collector = MetricsCollector()

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DASHBOARD_HTML = ''' HolySheep AI Circuit Breaker Monitor