Alibaba Sentinel限流熔断（十八）

什么是Sentinel

Sentinel 是阿里中间件团队开源的，面向分布式服务架构的轻量级高可用流量控制组件，主要以流量为切入点，从流量控制、熔断降级、系统负载保护等多个维度来帮助用户保护服务的稳定性。
官网：https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki
 

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、Dubbo、gRPC 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。
完善的 SPI 扩展点：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。

 

 

 Sentinel与Hystrix的区别

Hystrix常用的线程池隔离会造成线程上下切换的overhead比较大；Hystrix使用的信号量隔离对某个资源调用的并发数进行控制，效果不错，但是无法对慢调用进行自动降级；Sentinel通过并发线程数的流量控制提供信号量隔离的功能；

此外，Sentinel支持的熔断降级维度更多，可对多种指标进行流控、熔断，且提供了实时监控和控制面板，功能更为强大。

功能

流量控制

流量控制在网络传输中是一个常用的概念，它用于调整网络包的发送数据。然而，从系统稳定性角度考虑，在处理请求的速度上，也有非常多的讲究。任意时间到来的请求往往是随机不可控的，而系统的处理能力是有限的。我们需要根据系统的处理能力对流量进行控制。Sentinel 作为一个调配器，可以根据需要把随机的请求调整成合适的形状，如下图所示：

 

 

 

流量控制有以下几个角度:

  1. 资源的调用关系，例如资源的调用链路，资源和资源之间的关系
  2. 运行指标，例如 QPS、线程池、系统负载等
  3. 控制的效果，例如直接限流、冷启动、排队等

Sentinel 的设计理念是让您自由选择控制的角度，并进行灵活组合，从而达到想要的效果。

熔断降级

除了流量控制以外，降低调用链路中的不稳定资源也是 Sentinel 的使命之一。由于调用关系的复杂性，如果调用链路中的某个资源出现了不稳定，最终会导致请求发生堆积。如下图所示，当 Service D 发生波动时（例如请求超时），会影响到整个调用链路的稳定性。所以，当异常比例升高的时候，对这个资源的调用进行限制，并让请求快速失败，避免影响到其它的资源，最终产生雪崩的效果。

 

 

 

系统负载保护

Sentinel 同时提供系统维度的自适应保护能力。防止雪崩，是系统防护中重要的一环。当系统负载较高的时候，如果还持续让请求进入，可能会导致系统崩溃，无法响应。在集群环境下，网络负载均衡会把本应这台机器承载的流量转发到其它的机器上去。如果这个时候其它的机器也处在一个边缘状态的时候，这个增加的流量就会导致这台机器也崩溃，最后导致整个集群不可用。

针对这个情况，Sentinel 提供了对应的保护机制，让系统的入口流量和系统的负载达到一个平衡，保证系统在能力范围之内处理最多的请求。

Sentinel 工作方式

Sentinel 的主要工作机制如下：

  • 对主流框架提供适配或者显式的 API，来定义需要保护的资源，并提供设施对资源进行实时统计和调用链路分析。
  • 根据预设的规则，结合对资源的实时统计信息，对流量进行控制。同时，Sentinel 提供开放的接口，方便您定义及改变规则。
  • Sentinel 提供实时的监控系统，方便您快速了解目前系统的状态。

在 Sentinel 里面，所有的资源都对应一个资源名称以及一个 Entry。Entry 可以通过对主流框架的适配自动创建，也可以通过注解的方式或调用 API 显式创建；每一个 Entry 创建的时候，同时也会创建一系列功能插槽（slot chain）。这些插槽有不同的职责，例如:

  • NodeSelectorSlot 负责收集资源的路径，并将这些资源的调用路径，以树状结构存储起来，用于根据调用路径来限流降级；
  • ClusterBuilderSlot 则用于存储资源的统计信息以及调用者信息，例如该资源的 RT, QPS, thread count 等等，这些信息将用作为多维度限流，降级的依据；
  • StatisticSlot 则用于记录、统计不同纬度的 runtime 指标监控信息；
  • FlowSlot 则用于根据预设的限流规则以及前面 slot 统计的状态，来进行流量控制；
  • AuthoritySlot 则根据配置的黑白名单和调用来源信息，来做黑白名单控制；
  • DegradeSlot 则通过统计信息以及预设的规则，来做熔断降级；
  • SystemSlot 则通过系统的状态，例如 load1 等，来控制总的入口流量；

在 Sentinel 中上述功能插槽是以责任链的形式接入的，总体的框架如下:

 

上图仅作为设计思想的展示，图中 Slot 的顺序已和最新版 Sentinel Slot Chain 顺序不一致

Sentinel 将 ProcessorSlot 作为 SPI 接口进行扩展，使得 Slot Chain 具备了扩展的能力。您可以自行加入自定义的 slot 并编排 slot 间的顺序，从而可以给 Sentinel 添加自定义的功能。

sentinel应用

导入pom包

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>
<dependency>
     <!--&lt;!&ndash;单机版本&ndash;&gt;-->
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-core</artifactId>
    <version>1.8.0</version>
</dependency>

 通过基本API进行集成：

import com.alibaba.csp.sentinel.Entry;
import com.alibaba.csp.sentinel.SphU;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.RuleConstant;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRuleManager;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * @author: 卢佳新
 * @version: v1.0
 * @description: com.ghy.springbootsentinel
 * @date:2022/1/3 9:46
 * @Motto 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。
 */
//单机限流
public class SentinelDemo {
    public static void main(String[] arg) {
        initFlowRule(); //初始化限流规则
        while(true){
            //ResourceName表示资源,控制访问流量的点
            try(Entry entry= SphU.entry("helloWorld")){
                System.out.println("hello world");
            }catch (BlockException e){
                System.out.println("被拒绝");
            }
 
        }
    }
    private static void initFlowRule(){
        List<FlowRule> rules=new ArrayList<> ();
        FlowRule flowRule=new FlowRule();
        flowRule.setResource("helloWorld"); //针对那个资源设置规则
        flowRule.setGrade( RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);//QPS或者并发数
        flowRule.setCount(5); //QPS=5
        rules.add(flowRule);
        FlowRuleManager.loadRules(rules);
    }
}

Demo 运行之后，可以在日志 ~/logs/csp/${appName}-metrics.log.xxx 里看到下面的输出:从前到后分别是时间戳、日期、资源、通过的请求、被拒绝的请求 

 

 

 通过springcloud进行集成

public class SentinelController {
    @Autowired
    SentinelService sentinelService;

    @GetMapping("/hello/{name}")
    public String sayHello(@PathVariable("name") String name){
        return sentinelService.doTest(name);
    }
    
}
@Service
public class SentinelService {
    //针对资源限流：value是限流的名称
    @SentinelResource(value = "doTest") //声明限流的资源
    public String doTest(String name){
        return "hello , "+name;
    }
 
}

 

 运行代码进行访问，如果刷新很快会发现能触发限流报错

 

 

 

上面限流完成了，接下来那就加个通过限流触发降级

@Service
public class SentinelService {
    //针对资源限流：value是限流的名称
    @SentinelResource(value = "doTest",blockHandler ="blockHandler",fallback = "fallback") //声明限流的资源
    public String doTest(String name){
        return "hello , "+name;
    }
    public String blockHandler(String name, BlockException e){ //降级，限流触发的
        return "被限流了";
    }
    public String fallback(String name){ //熔断触发的
        return "被降级了";
    }
}

git源码:https://gitee.com/TongHuaShuShuoWoDeJieJu/springboot-sentinel.git

 

posted @ 2022-01-03 11:25  童话述说我的结局  阅读(78)  评论(0)  编辑  收藏  举报