Sentinel: 分布式系统的流量防卫兵

1 Sentinel简介
- 1.1官方介绍
- 1.2 总结
2 服务降级
3 Sentinel Dashboard
4 服务熔断
5 服务流控

官方文档

1 Sentinel简介

官方文档

1.1官方介绍

Sentinel 是什么？
随着微服务的流行，服务和服务之间的稳定性变得越来越重要。Sentinel 以流量为切入点，从流量控制、流量路由、熔断降级、系统自适应过载保护、热点流量防护等多个维度保护服务的稳定性。

Sentinel 具有以下特征:

丰富的应用场景：Sentinel 承接了阿里巴巴近 10年的双十一大促流量的核心场景，例如秒杀（即突发流量控制在系统容量可以承受的范围）、消息削峰填谷、集群流量控制、实时熔断下游不可用应用等。
完备的实时监控：Sentinel 同时提供实时的监控功能。您可以在控制台中看到接入应用的单台机器秒级数据，甚至 500
台以下规模的集群的汇总运行情况。
广泛的开源生态：Sentinel 提供开箱即用的与其它开源框架/库的整合模块，例如与 Spring Cloud、Apache Dubbo、gRPC、Quarkus 的整合。您只需要引入相应的依赖并进行简单的配置即可快速地接入 Sentinel。同时Sentinel 提供 Java/Go/C++ 等多语言的原生实现。
完善的 SPI 扩展机制：Sentinel 提供简单易用、完善的 SPI
扩展接口。您可以通过实现扩展接口来快速地定制逻辑。例如定制规则管理、适配动态数据源等

1.2 总结

Sentinel 是分布式系统的防御系统。以流量为切入点，通过动态设置的流量控制、服务熔断等手段达到保护系统的目的，通过服务降级增强服务被拒用户的体验。

2 服务降级

服务降级是一种增强用户体验的方式。当用户的请求由于各种原因被拒后，系统返回一个事先设定好的、用户可以接受的，但又令用户并不满意的结果。这种请求处理方式称为服务降级。
案例完整源码

2.1 降级实现方式分类

对于 Sentinel，服务降级的实现方式根据消费者类型的不同，其支持两种方式：

Sentinel 式降级：通过 Sentinel 自身的 API 实现的降级方式，适用于任意消费者类型。而根据降级方法应用范围、定义位置及可维护性的不同，又可分为两种：
方法级降级：降级方法与原方法定义在同一个类中，其仅是本类中的原方法可以使用。
类级降级：降级方法定义在专门的一个类中，其是一个可以被共享的降级类。该类中的所有方法均为降级方法，所以便于维护与管理。
Feign 式降级：通过 OpenFeign 的 API 实现的降级方式，仅适用于 Feign 客户端的消费者类型。其只有类级降级方式。

2.2 Sentinel 式方法级降级

(1)添加依赖

在原有的feign-nacos项目中添加依赖

  <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
        <version>2.2.1.RELEASE</version>
      </dependency>

(2) 修改处理器类

    /**
     * 定义了降级
     */
    @SentinelResource(fallback = "getHandleFallback")
    @GetMapping("/get/{id}")
    public DepartVO getHandle(@PathVariable("id") int id) {
        return departService.getDepartById(id);
    }

    public DepartVO getHandleFallback(int id, Throwable e) {
        DepartVO departVO = new DepartVO();
        departVO.setId(id);
        departVO.setName("degrade-method-" + id + "-" + e.getMessage());
        return departVO;
    }

(3) 测试

只启动消费者，访问接口发现走了降级方法。

在这里插入图片描述

启动消费者和生产者无异常，正常访问接口
在消费者端模拟异常并启动，访问接口发现走了降级方法。

思考了一下，这里是为了模拟降级服务而简单的处理。实际中应该会具体实现降级业务，针对异常做些处理。

2.3 Sentinel 式类级降级

(1) 定义降级类

public class DepartServiceFallback {

    public static boolean saveFallback(DepartVO depart, Throwable e) {
        System.out.println("getHandle()执行异常 " + depart.toString());
        return false;
    }

    public static List<DepartVO> listFallback() {
        System.out.println("listHandle()执行异常 ");
        DepartVO departVO = new DepartVO();
        List<DepartVO> arrayList = new ArrayList<>();
        departVO.setId(1);
        departVO.setName("no any depart");
        arrayList.add(departVO);
        return arrayList;
    }

}

(2) 修改 DepartController 处理器

    /**
     *@SentinelResource注解中指定降级方法和降级方法对应的类
     */
    @SentinelResource(fallback = "saveFallback", fallbackClass = DepartServiceFallback.class)
    @PostMapping("/save")
    public boolean saveHandle(@RequestBody DepartVO depart) {
        return departService.saveDepart(depart);
    }
    
    @SentinelResource(fallback = "listFallback", fallbackClass = DepartServiceFallback.class)
    @GetMapping("/list")
    public List<DepartVO> listHandle() {
        return departService.listAllDeparts();
    }

(3)测试

只启动消费者
在这里插入图片描述

2.4 Feign 式类级降级

(1)添加依赖

消费者端项目中添加依赖

  <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
        <version>2.2.1.RELEASE</version>
      </dependency>

(2) 修改配置文件

feign:        
  sentinel: # 开启sentinel对feign的支持
    enabled: true

(3) 定义降级类

在feign对外接口中添加DepartServiceFallback降级类
降级类实现feign接口，在方法中根据实际业务完成降级业务
在这里插入图片描述

// 降级类：实现了Feign接口
@Component
//@RequestMapping("/fallback/provider/depart")  // 其开头必须是/fallback
public class DepartServiceFallback implements DepartService {
    @Override
    public boolean saveDepart(DepartVO depart) {
        System.out.println("执行saveDepart()的服务降级处理方法");
        return false;
    }

    @Override
    public boolean removeDepartById(int id) {
        System.out.println("执行removeDepartById()的服务降级处理方法");
        return false;
    }

    @Override
    public boolean modifyDepart(DepartVO depart) {
        System.out.println("执行modifyDepart()的服务降级处理方法");
        return false;
    }

    @Override
    public DepartVO getDepartById(int id) {
        System.out.println("执行getDepartById()的服务降级处理方法");
        DepartVO depart = new DepartVO();
        depart.setId(id);
        depart.setName("degrade-feign");
        return depart;
    }

    @Override
    public List<DepartVO> listAllDeparts() {
        System.out.println("执行listAllDeparts()的服务降级处理方法");
        return null;
    }
}

(4)修改feign接口

//在注解中指定降级类
@FeignClient( value="feign-nacos-provider-modules", path = "/provider/depart",
fallback = DepartServiceFallback.class)
public interface DepartService {
    @PostMapping("/save")
    boolean saveDepart(@RequestBody DepartVO depart);

    @DeleteMapping("/del/{id}")
    boolean removeDepartById(@PathVariable("id") int id);

    @PutMapping("/update")
    boolean modifyDepart(@RequestBody DepartVO depart);

    @GetMapping("/get/{id}")
    DepartVO getDepartById(@PathVariable("id") int id);

    @GetMapping("/list")
    List<DepartVO> listAllDeparts();
}

(5)测试

只启动消费者，模拟生产者异常。访问删除接口。结果发现执行了降级方法
在这里插入图片描述

3 Sentinel Dashboard

Sentinel 控制台（官方链接）

3.1 简介

Sentinel 提供一个轻量级的开源控制台，它提供机器发现以及健康情况管理、监控（单机和集群），规则管理和推送的功能。

Sentinel 控制台包含如下功能:

查看机器列表以及健康情况：收集 Sentinel 客户端发送的心跳包，用于判断机器是否在线。
监控 (单机和集群聚合)：通过 Sentinel 客户端暴露的监控 API，定期拉取并且聚合应用监控信息，最终可以实现秒级的实时监控。
规则管理和推送：统一管理推送规则。
鉴权：生产环境中鉴权非常重要。这里每个开发者需要根据自己的实际情况进行定制。

注意：Sentinel 控制台目前仅支持单机部署。Sentinel 控制台项目提供 Sentinel 功能全集示例，不作为开箱即用的生产环境控制台，不提供安全可靠保障。若希望在生产环境使用请根据文档自行进行定制和改造。

3.2 下载

直接从官方下载打包好的 Sentinel Dashboard 启动运行

在这里插入图片描述
组件版本关系
Sentinel Dashboard 版本需要和Spring Cloud Alibaba Version对应，项目中Spring Cloud Alibaba Version为2.2.1.RELEASE，我们选用1.7.1以上版本。1.8版本和1.7版本界面变化有些大，选用新一点版本使用1.8.0下载

3.3 启动

启动 Sentinel 控制台需要 JDK 版本为 1.8 及以上版本
在这里插入图片描述

java -Dserver.port=8888 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8888 
-Dproject.name=sentinel-dashboard 
-Dsentinel.dashboard.auth.username=sentinel 
-Dsentinel.dashboard.auth.password=sentinel -jar sentinel-dashboard-1.8.0.jar

在这里插入图片描述

3.4 访问

http://localhost:8888/#/login
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

4 服务熔断

项目案例源码

4.1熔断概念

服务雪崩和熔断介绍

(1) 服务雪崩
如果说服务流控是为了在高并发场景下不至于将系统压垮，那么服务熔断则是为了在外部环境不通畅场景下，不至于将系统拖垮，也就是为了防止服务雪崩的发生。
在这里插入图片描述

在复杂的系统中，经常会出现 A 依赖于 B，B 依赖于 C，C 依赖于 D，……这种依赖将会产生很长的调用链路，这种复杂的调用链路称为 1->N 的扇出。
如果在 A 的调用链路上某一个或几个被调用的子服务不可用或延迟较高，则会导致调用A 服务的请求被堵住（等待超时）。堵住的 A 请求会消耗占用系统的线程、IO 等资源，当对A 服务的请求越来越多，占用的计算机资源越来越多的时候，会导致系统瓶颈出现，造成其他的请求同样不可用，最终导致业务系统崩溃，这种现象称为雪崩效应。

(2) 服务熔断
Hystrix官网
为了防止服务雪崩的发生，在发现了对某些资源请求的响应缓慢或调用异常较多时，直接将对这些资源的请求掐断一段时间。而在这段时间内的请求将不再等待超时，而是直接返回事先设定好的降级结果。这些请求将不占用系统资源，从而避免了服务雪崩的发生。这就是服务熔断。

4.2 动态设置

对于服务熔断规则，可以通过 Sentinel Dashboard 进行动态设置。

4.2.1 修改处理器类

在消费者类处理器上配置降级名称，后续降级名称需要在sentinel dashboard中使用。这样客户端上配置的降级规则才能够知道给谁使用。

    /**
     * 定义了降级
     */
    @SentinelResource(value = "slowRequstDegradeRule",fallback = "getHandleFallback")
    @GetMapping("/get/{id}")
    public DepartVO getHandle(@PathVariable("id") int id) {
        return departService.getDepartById(id);
    }

在这里插入图片描述

4.2.2 修改配置文件

spring:
  application:
    name: feign-nacos-consumer  # 微服务名称
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848   # nacos discovery地址
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8888  # Sentinel客户端地址
        port: 8197 # 服务和客户端通信端口，在客户端上配置会生效到服务上需要发送请求
      eager: true # 开启配置后立即生效

在这里插入图片描述

4.2.3 在sentinel 客户端设置降级规则

先启动消费者服务，在进入sentinel控制台。
在这里插入图片描述

4.2.4 修改提供者工程

设置睡眠时间，模拟接口请求慢。设置完成启动提供者

    @GetMapping("/get/{id}")
    public DepartVO getHandle(@PathVariable("id") int id) throws InterruptedException {
        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);
        DepartVO departVO = new DepartVO();
        departVO.setId(1);
        departVO.setName("liming");
        return departVO;
    }

在这里插入图片描述

4.2.5 测试

单次访问，可以发现能够正常取值。

http://localhost:8080/consumer/depart/get/1
在这里插入图片描述

在浏览器中快速按F5不断刷新接口，连续刷新8次
注意我们使用的sentinel版本是1.7.1的，这个版本不支持修改比例阈值（默认为1），sentinel 客户端是1.8.0界面上虽然有比例阈值修改，但是不生效的。

3.紧接着再次刷新接口

还是返回的降级结果。设置了熔断时长为20s，在这20秒访问会直接走降级逻辑。

4.3 熔断策略

（1）响应时间 RT

在这里插入图片描述

慢调用比。该策略需要设置用于界定慢调用的响应时间阈值 RT（Response Time），
当请求的响应时间大于该值时，将该请求统计为慢调用。若要发生熔断，
在 1 秒内收到的请求数 量不能小于“最小请求数”，且慢调用占比不能低于“比例阈值”。
当触发熔断，则会在“熔断时长”内不再对请求进行处理，即熔断期间再来的请求，
将直接进行降级响应。

（2）异常比

在这里插入图片描述

异常比。该策略需要设置异常请求在统计时间窗口内所有请求中的占比，异常比率的阈 
值范围是 [0.0, 1.0]，代表 0% - 100%。当异常请求比例大于该值时则会触发熔断。
默认情况下，统计时间窗口大小为 1 秒，期间接收到的请求至少 5 个。
发生熔断后，熔断时长为指定的时长。熔断期间再来的请求，将直接地降级响应。

（3）异常数

在这里插入图片描述

异常数。该策略需要设置在统计时间窗口内所接收到的异常请求的数量。
当异常请求数量大于该值时则会触发熔断。默认情况下，统计时间窗口大小为 1 分钟，
注意，是 1 分钟。发生熔断后，熔断时长为指定的时长。熔断期间再来的请求，
将直接地降级响应。

4.4 代码设置

通过 Dashboard 平台进行熔断规则设置，粒度有些粗，有些属性只能通过代码来设置。而代码中的 API，在不同的 Sentinel 版本中，是有所不同的。
熔断规则直接定义在代码中，当应用启动时完成熔断规则的创建与初始化。这个熔断规则在 Dashboard 中也是可以查看到并且进行编辑的，编辑后以动态编辑的规则为准。

添加降级规则配置类

@Configuration
public class hystrixRuleConfig {

    /**
     * 初始化生效的降级规则
     */
    @Bean
    public void initRule() {
        List<DegradeRule> rules = new ArrayList<>();
        rules.add(slowRequestDegradeRule());
        rules.add(errorRatioDegradeRule());
        rules.add(errorCountDegradeRule());
        DegradeRuleManager.loadRules(rules);
    }

    /**
     * 慢调用
     */
    @Bean
    public DegradeRule slowRequestDegradeRule() {
        //定义降级规则
        DegradeRule degradeRule = new DegradeRule();
        //指定降级规则名称
        degradeRule.setResource("slowRequestDegradeRule");
        //指定熔断策略为Rt(response time)
        degradeRule.setGrade(RuleConstant.DEGRADE_GRADE_RT);
        //指定熔断阈值为200ms（请求响应时长大于200ms，统计为慢调用）
        degradeRule.setCount(200);
        //指定熔断时长60s
        degradeRule.setTimeWindow(60);
        //指定在1秒的统计时间窗内至少要5个请求
        degradeRule.setMinRequestAmount(5);
        //指定若要启动熔断，则在1秒内至少要3次慢请求
        degradeRule.setRtSlowRequestAmount(3);
        return degradeRule;
    }

    /**
     * 异常比
     */
    @Bean
    public DegradeRule errorRatioDegradeRule() {
        DegradeRule degradeRule = new DegradeRule();
        //指定降级规则名称
        degradeRule.setResource("errorRatioDegradeRule");
        //指定熔断策略为异常比
        degradeRule.setGrade(RuleConstant.DEGRADE_GRADE_EXCEPTION_RATIO);
        //指定熔断阈值为50%
        degradeRule.setCount(0.5);
        //指定熔断时长60s
        degradeRule.setTimeWindow(60);
        //指定在1秒的统计时间窗内至少要5个请求
        degradeRule.setMinRequestAmount(5);
        return degradeRule;
    }

    /**
     * 异常数
     */
    @Bean
    public DegradeRule errorCountDegradeRule() {
        DegradeRule degradeRule = new DegradeRule();
        degradeRule.setResource("errorCountDegradeRule");
        //指定熔断策略为异常数
        degradeRule.setGrade(RuleConstant.DEGRADE_GRADE_EXCEPTION_COUNT);
        //指定熔断阈值为3
        degradeRule.setCount(3);
        //指定熔断时长60s
        degradeRule.setTimeWindow(60);
        //指定在1秒的统计时间窗内至少要5个请求
        degradeRule.setMinRequestAmount(5);
        return degradeRule;
    }
}

使用降级

启动消费者服务后我们观察一下控制台，发现三个降级规则都已成功注册。
测试异常在这里插入图片描述
连续发送三次请求

5 服务流控

项目案例源码

5.1 流控概念

流控，即流量控制，也称为限流。Sentinel 实现流控的原理是监控应用流量的 QPS 或并发线程数等指标，当达到指定的阈值时对再来的请求进行进行控制，以避免被瞬时的流量高峰冲垮，从而保障应用的高可用性。

5.2 动态设置

流控规则直接通过 Sentinel Dashboard 定义，该规则可以随时修改而不需要重启应用该规则的应用程序。所以这种流控是一种动态流控。

（1）修改配置文件

在这里插入图片描述

server:
  port: 8080
spring:
  application:
    name: feign-nacos-consumer  # 微服务名称
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848   # nacos discovery地址
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8888  # Sentinel客户端地址
        port: 8197 # 服务和客户端通信端口，在客户端上配置会生效到服务上需要发送请求
      eager: true # 开启配置后立即生效

（2）修改处理器 1-指定流控规则

在这里插入图片描述

 /**
     * 定义了降级,和限流
     */
    @SentinelResource(value = "qpsFlowRule",
            blockHandler = "getBlockHandler",
            fallback = "getHandleFallback")
    @GetMapping("/get/{id}")
    public DepartVO getHandle(@PathVariable("id") int id) {
        return departService.getDepartById(id);
    }

    public DepartVO getBlockHandler(int id, BlockException e) {
        DepartVO departVO = new DepartVO();
        departVO.setId(id);
        departVO.setName("flow-control" + id + "-" + e.getMessage());
        return departVO;
    }

    public DepartVO getHandleFallback(int id, Throwable e) {
        DepartVO departVO = new DepartVO();
        departVO.setId(id);
        departVO.setName("degrade-method-" + id + "-" + e.getMessage());
        return departVO;
    }

（3） dashboard 设置流控规则

在这里插入图片描述
每秒访问量超过一次时，就会立刻进入限流函数。

（4）测试

http://localhost:8080/consumer/depart/get/1
在这里插入图片描述

5.3 代码设置

（1）添加限流配置类

@Configuration
public class flowRuleConfig {

    @Bean
    public void initFlowRule(){
        List<FlowRule> flowRules=new ArrayList<>();
        flowRules.add(qpsFlowRule());
        FlowRuleManager.loadRules(flowRules);
    }

    @Bean
    public FlowRule qpsFlowRule(){
        FlowRule flowRule = new FlowRule();
        flowRule.setResource("qpsFlowRule");
        flowRule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        flowRule.setCount(1);
        flowRule.setLimitApp("default");
        return flowRule;
    }
}

测试

项目重新启动，限流配置会注册到控制台在这里插入图片描述

原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_43811057/article/details/126727820

Sentinel: 分布式系统的流量防卫兵

1 Sentinel简介

1.1官方介绍

1.2 总结

2 服务降级

2.1 降级实现方式分类

2.2 Sentinel 式方法级降级

(1)添加依赖

(2) 修改处理器类

(3) 测试

2.3 Sentinel 式类级降级

(1) 定义降级类

(2) 修改 DepartController 处理器

(3)测试

2.4 Feign 式类级降级

(1)添加依赖

(2) 修改配置文件

(3) 定义降级类

(4)修改feign接口

(5)测试

3 Sentinel Dashboard

3.1 简介

3.2 下载

3.3 启动

3.4 访问

4 服务熔断

4.1熔断概念

4.2 动态设置

4.2.1 修改处理器类

4.2.2 修改配置文件

4.2.3 在sentinel 客户端设置降级规则

4.2.4 修改提供者工程

4.2.5 测试

4.3 熔断策略

（1）响应时间 RT

（2）异常比

（3）异常数

4.4 代码设置

添加降级规则配置类

使用降级

5 服务流控

5.1 流控概念

5.2 动态设置

（1） 修改配置文件

（2）修改处理器 1-指定流控规则

（3） dashboard 设置流控规则

（4）测试

5.3 代码设置

（1）添加限流配置类

测试

（1）修改配置文件