一、sentinel是什麼
sentinel的官方名稱叫分佈式系統的流量防衛兵。Sentinel 以流量為切入點，從流量控制、熔斷降級、系統負載保護等多個維度保護服務的穩定性。在Spring Cloud項目中最開始我們使用的是Hystrix，目前已停止更新了。現在Spring Cloud官方推薦的是rensilience4j。當然還有我們今天學習的sentinel。
Sentinel 具有以下特徵:
- 豐富的應用場景：Sentinel 承接了阿里巴巴近 10 年的雙十一大促流量的核心場景，例如秒殺（即突發流量控制在系統容量可以承受的範圍）、消息削峰填谷、集群流量控制、實時熔斷下游不可用應用等。
- 完備的實時監控：Sentinel 同時提供實時的監控功能。您可以在控制台中看到接入應用的單台機器秒級數據，甚至 500 台以下規模的集群的匯總運 行情況。
- 廣泛的開源生態：Sentinel 提供開箱即用的與其它開源框架/庫的整合模塊，例如與 Spring Cloud、Dubbo、gRPC 的整合。您只需要引入相應的依賴並進行簡單的配置即可快速地接入 Sentinel。
- 完善的 SPI 擴展點：Sentinel 提供簡單易用、完善的 SPI 擴展接口。您可以通過實現擴展接口來快速地定製邏輯。例如定製規則管理、適配動態數據源等。
二、sentinel實現限流
2.1 安裝sentinel控制台
- 下載地址：https://github.com/alibaba/Sentinel/releases
這裏我們直接下載jar包即可，下載后通過命令行啟動：
java -jar sentinel-dashboard-1.7.2.jar
- 默認端口：8080
- 默認用戶名：sentinel
- 默認密碼：sentinel
啟動成功后，我們瀏覽器訪問http://localhost:8080，出現如下界面。
2.2 微服務繼承sentinel
- 引入sentinel依賴
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>
- 添加sentinel的相關配置
server:
port: 7003
spring:
application:
name: sentinel-provider
cloud:
nacos:
discovery:
server-addr: 127.0.0.1:8848
sentinel:
transport:
dashboard: 127.0.0.1:8080
- 提供個接口用來測試限流
@SpringBootApplication
public class SentinelApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(SentinelApplication.class, args);
}
}
@RestController
class TestController{
@GetMapping("/test")
public String test(){
return "hello! sentinel!";
}
}
我們請求幾次這個接口后，打開sentinel控制台，就可以實時監控到這個sentinel-provider服務接口調用情況了。
2.3 配置限流規則
我們這裏做一個簡單的規則配置:
-
閥值類型：QPS
-
單機閥值：2
意思就是：該接口每秒最多允許進入兩個請求。
點擊新增后，在流控規則里發現了一條規則：
現在，我們繼續請求3次這個接口。第三次響應的內容如下：
Blocked by Sentinel (flow limiting)
我們打開控制台發現拒絕了一條請求。
三、Sentinel規則介紹
不管是限流還是降級，它都是按照某種規則進行的，下面具體介紹一下sentinel支持的幾種規則。
3.1 流控規則
流量控制，其原理是監控應用流量的QPS(每秒查詢率) 或併發線程數等指標，當達到指定的閾值時
對流量進行控制，以避免被瞬時的流量高峰衝垮，從而保障應用的高可用性。
資源名：唯一名稱，默認是請求路徑，可自定義
針對來源：指定對哪個微服務進行限流，默認指default，意思是不區分來源，全部限制
閾值類型/單機閾值：
-
QPS（每秒請求數量）: 當調用該接口的QPS達到閾值的時候，進行限流
-
線程數：當調用該接口的線程數達到閾值的時候，進行限流
3.2 降級規則
降級規則就是當滿足什麼條件時，對服務降級——即將請求轉發到另外接口上，這個接口與業務無關，只是為了保證系統的完整性。
-
RT（平均響應時間） ：當資源的平均響應時間超過閾值（以 ms 為單位）之後，資源進入准降級狀態。如果接下來 1s 內持續進入 5 個請求，它們的 RT都持續超過這個閾值，那麼在接下的時間窗口（以 s 為單位）之內，就會對這個方法進行服務降級。
注意 Sentinel 默認統計的 RT 上限是 4900 ms，超出此閾值的都會算作 4900 ms，若需要變更此上限可以通過啟動配置項 -Dcsp.sentinel.statistic.max.rt=xxx 來配置。
-
異常比例：當資源的每秒異常總數占通過量的比值超過閾值之後，資源進入降級狀態，即在接下的時間窗口（以 s 為單位）之內，對這個方法的調用都會自動地返回。異常比率的閾值範圍是 [0.0,1.0]。
-
異常數 ：當資源近 1 分鐘的異常數目超過閾值之後會進行服務降級。注意由於統計時間窗口是分鐘級別的，若時間窗口小於 60s，則結束熔斷狀態后仍可能再進入熔斷狀態。
3.3 熱點規則
熱點規則允許將規則具體到參數上。
我們用個例子來看看效果。
- 編寫接口
@GetMapping("/myTest")
@SentinelResource("test3")
public String test123(String name,String age){
return name + "----"+ age;
}
- 添加規則
- 運行效果
結果显示，第一個參數被限流了，而第二個參數正常。
3.4 系統規則
系統保護規則是從應用級別的入口流量進行控制，從單台機器的總體 Load、RT、入口 QPS 、CPU使用率和線程數五個維度監控應用數據，讓系統盡可能跑在最大吞吐量的同時保證系統整體的穩定性。
系統保護規則是應用整體維度的，而不是資源維度的，並且僅對入口流量 (進入應用的流量) 生效。
-
Load（僅對 Linux/Unix-like 機器生效）：當系統 load1 超過閾值，且系統當前的併發線程數超過系統容量時才會觸發系統保護。系統容量由系統的 maxQps * minRt 計算得出。設定參考值一般是 CPU cores * 2.5。
-
RT：當單台機器上所有入口流量的平均 RT 達到閾值即觸發系統保護，單位是毫秒。
-
線程數：當單台機器上所有入口流量的併發線程數達到閾值即觸發系統保護。
-
入口 QPS：當單台機器上所有入口流量的 QPS 達到閾值即觸發系統保護。
-
CPU使用率：當單台機器上所有入口流量的 CPU使用率達到閾值即觸發系統保護。
3.5 授權規則
很多時候，我們需要根據調用來源來判斷該次請求是否允許放行，這時候可以使用 Sentinel 的來源問控制的功能。來源訪問控制根據資源的請求來源（origin）限制資源是否通過：
-
若配置白名單，則只有請求來源位於白名單內時才可通過；
-
若配置黑名單，則請求來源位於黑名單時不通過，其餘的請求通過。
流控應用：sentinel提供了RequestOriginParser來處理接口來源。
我們運行abc來源的請求訪問/test接口。
@Component
class requestOrigin implements RequestOriginParser{
@Override
public String parseOrigin(HttpServletRequest httpServletRequest) {
String server = httpServletRequest.getParameter("server");
return server;
}
}
我們請求http://localhost:7003/test?server=abc 和 http://localhost:7003/test?server=ab來分別看看效果。
@SentinelResource的使用
@SentinelResource 用於定義資源，並提供可選的異常處理和 fallback 配置項。
主要參數有以下幾個
| 屬性 | 作用 |
|---|---|
| value | 資源名稱 |
| entryType | entry類型，標記流量的方向，取值IN/OUT，默認是OUT |
| blockHandler | 處理BlockException的函數名稱,函數要求：1. 必須是 public;2.返回類型 參數與原方法一致;3. 默認需和原方法在同一個類中。若希望使用其他類的函數，可配置blockHandlerClass ，並指定blockHandlerClass裏面的方法。 |
| blockHandlerClass | 存放blockHandler的類,對應的處理函數必須static修飾。 |
| fallback | 1. 返回類型與原方法一致;2. 參數類型需要和原方法相匹配;3. 默認需和原方法在同一個類中。若希望使用其他類的函數，可配置fallbackClass |
| fallbackClass | 存放fallback的類。對應的處理函數必須static修飾。 |
| defaultFallback | 若同時配置了 fallback 和 defaultFallback，以fallback為準。 |
| exceptionsToIgnore | 指定排除掉哪些異常。排除的異常不會計入異常統計，也不會進入fallback邏輯，而是原樣拋出。 |
| exceptionsToTrace | 需要trace的異常 |
@sentinelResource可結合blockHandler用於限流處理，結合fallback用於降級處理。具體規則可通過sentinel控制台配置，具體我就不演示了，在下一章內容中，我會分別演示限流和降級的應用。
public class MySentinelResource {
@SentinelResource(value="message",blockHandler="blockHandler",fallback="fallback")
public String message(String str){
if(StringUtils.isBlank(str)){
throw new RuntimeException();
}
return str;
}
/**
* 限流處理
* @param str
* @param ex
* @return
*/
public String blockHandler(String str, BlockedException ex){
return str + "--"+ ex;
}
/**
* 降級處理
* @param str
* @return
*/
public String fallback(String str){
return null;
}
}
代碼示例
gitee：https://gitee.com/zhixie/spring-cloud-alibaba-learning/tree/master/sentinel-server
github：https://github.com/binzh303/spring-cloud-alibaba-learning/tree/master/sentinel-server
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