微服务之Spring cloud alibaba入门——Sentinel篇

微服务之Spring cloud alibaba入门——Sentinel篇

一. 官网简介

Sentinel 官网链接入口

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、熔断降级、系统负载保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。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。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。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。

Setinel的主要特征：

二. Sentinel控制台安装

1. 下载jar包

   Sentinel控制台jar包下载地址

2. 启动运行控制台
   启动控制台：jar -jar 下载的jar包
   浏览器输入：http://localhost:8080/

默认的登录名和密码为都为sentinel

三. Sentinel——初始化工程

1. 引入pom依赖

   <dependency>
      <groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discoveryartifactId>
   dependency>
   <dependency>
       <groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinelartifactId>
   dependency>
   
   <dependency>  
       <groupId>com.alibaba.cspgroupId>
       <artifactId>sentinel-datasource-nacosartifactId>
   dependency>
   <dependency>
       <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-openfeignartifactId>
   dependency>
   <dependency>
       <groupId>org.springframework.bootgroupId>
       <artifactId>spring-boot-starter-webartifactId>
   dependency>
   <dependency>
       <groupId>org.springframework.bootgroupId>
       <artifactId>spring-boot-starter-actuatorartifactId>
   dependency>
   

2. 创建application.yml

   server:
     port: 8512
   spring:
     application:
       name: cloud-sentinel-provider
     cloud:
       nacos:  #注册中心的地址
         discovery:   
           server-addr: localhost:8848	      
       sentinel:
         transport:   #配置仪表盘
           dashboard: localhost:8080
           port: 8719  # 默认为8719，若已被占用则会自动递增
   
   management:
     endpoints:
       web:
         exposure:
           include: "*"
   

3. 修改主启动类

   @SpringBootApplication
   @EnableDiscoveryClient
   public class Sentinel8512Application {
       public static void main(String[] args) {
           SpringApplication.run(Sentinel8512Application.class,args);
       }
   }
   

4. 创建测试类

   @RestController
   public class FlowLimitController {
   
       @GetMapping(value = "/testA")
       public String testA(){
           return "=======Test A=======";
       }
   
       @GetMapping(value = "/testB")
       public String testB(){
           return "=======Test B=======";
       }
   }
   

5. 测试监控功能
   启动该项目后，在打开的sentinel仪表盘中仍然看不到任何信息，因为sentinel采用的是懒加载模式，只有请求了某个服务后才会在仪表盘显示相应的服务。在服务器中输入http://localhost:8512/testA或者http://localhost:8512/testB，再次查看sentinel的仪表盘，可以发现服务出现在了列表中，并且打开后在实时监控处可以查看刚刚请求的情况。在簇点链路处也可以看到刚刚的请求路径，并且在该处可以为相应的链路设置流控规则、降级、热点、授权等。

四. Sentinel——流控规则

• 资源名：唯一名称，默认请求路径

• 针对来源：Sentinel可以针对调用者进行限流，填写微服务名，默认default

• 阈值类型：

  1. QPS：调用该API的QPS达到阈值时进行限流，可以设置流控效果
  2. 线程数：当调用该API的线程数超过阈值时进行限流，不能设置流控效果

• 流控模式：

  名称	说明
  直接	API达到限流条件时，直接限流并返回错误页面
  关联	当关联的资源达到阈值时，就限流自己
  链路	只记录指定链路上的流量

• 流控效果

  名称	说明
  快速失败	直接失败，抛异常
  Warm up	根据CodeFactor（冷加载因子，默认为3）的值，从阈值/CodeFactor的值，经过预热时长，才达到设置的QPS阈值。秒杀系统经常使用
  排队等待	请求过多时，让请求匀速的进入后台进行处理。采用漏斗算法，控制流量

  通过仪表盘可以很轻松的配置流控规则，同时也可通过代码配置，代码配置可自行在官网查看。

五. Sentinel——降级规则

Sentinel的熔断降级会在调用链路中某个资源出现不稳定状态时，对这个资源进行限制，让请求快速失败，避免影响其他资源。当资源被降级后，在时间窗口内，所有的对该资源的调用都会被降级。

• 降级策略

  名称	说明
  RT(平均响应时间)	平均响应时间超出阈值，并且时间窗内的请求数>5，时间窗口后关闭降级
  异常比例	超过一定的异常比例触发，并且时间窗内的请求数>5，时间窗口后关闭降级
  异常数	超过一定的异常数触发，时间窗口后关闭降级

六. SentinelResouce

Sentinel 提供了 @SentinelResource 注解用于定义资源，该注解用于定义降级方法或者处理BlockException的方法。
属性说明：

• value：用于定义资源的名称
• blockHandler：对应处理 BlockException 的函数名称，函数访问范围需要是 public，返回类型需要与原方法相匹配，参数类型需要和原方法相匹配并且最后加一个额外的参数，类型为 BlockException
• blockHandlerClass：存放了处理 BlockException 的函数
• fallback：用于在抛出异常的时候提供 fallback 方法处理逻辑
• fallbackClass：存放了处理java异常的函数
• exceptionsToIgnore：发生该异常忽略

七. Sentinel——热点规则

热点即经常访问的数据，可以通过热点规则对访问量特别大的数据进行限制。热点参数限流会统计传入参数中的热点参数，并根据配置的限流阈值与模式，对包含热点参数的资源调用进行限流。

• 资源名：该处的资源名必须为@SentinelResource注解中设置的资源名
• 参数索引：该处的索引为方法中参数的下标，从0开始，通过参数索引的设置，sentinel就知道要限制的参数名称。那么url中有该参数时，若不符合热点规则，会抛出BlockException，那么会对本次访问进行限制，调用block handler的方法。
• 参数例外项：当参数是某一类型或者值在某一范围内可以单独设定规则

该处配置SentinelResource时，最好配置block handler方法，否则对用户不友好。

代码演示：在测试类添加如下代码，给资源名为test_hotkey的资源添加热点规则，当不符合该规则时，则会调用blockhandler中的方法，可以看到两个函数的返回值相同，参数列表的区别在于处理异常的函数比原函数多一个BlockException函数。

@GetMapping(value = "/testHot")
@SentinelResource(value = "test_hotkey",blockHandler ="handle_C" )
public String testHot(@RequestParam(value = "p1",required = false) String p1,
                      @RequestParam(value = "p2",required = false) String p2){
    return "======testHot======";
}
public String handle_C(String p1, String p2, BlockException exception){
    return "======handle_hot======";
}

定义全局处理类：如果处理异常的方法和原方法同一个类中会显得代码十分臃肿，那么sentinel可以实现将所有的兜底方法定义在另外的一个类中，只要求保证对应处理异常的方法和原方法返回值相同，参数列表多一个BlockException，且都为静态方法。

1. 定义全局处理类

   public class MyHandler {
       public static String handleEx1(BlockException exception){
           return "handleEx1";
       }
       public static String handleEx2(BlockException exception){
           return "handleEx2";
       }
   }
   

2. 测试类添加测试代码

   @GetMapping(value = "/testOutHandler")
   @SentinelResource(value = "test_OutHandler",blockHandlerClass = MyHandler.class,blockHandler ="handleEx1" )
   public String testOutHandler(){
       return "======testOutHandler======";
   }
   

八. Sentinel——系统规则

名称	说明
Load自适应	适用于linux和unix系统，一般参考值为CPU核数*2.5
CPU使用率	当系统CPU使用率高过阈值即触发系统保护
平均RT	当所有入口流量的平均响应时间超过阈值触发系统保护
并发线程数	当单台机器上所有入口流量的并发线程数达到阈值触发
入口QPS	当单台机器的所有QPS达到阈值触发保护

九. Sentinel——服务熔断

处理基本的配置和前面讲的blockHandler是相同的，blockhandler能处理不符合规则的请求，但处理不了发生java其他的异常。那么此时就需要用到fallback属性，该属性是配置发生异常后的兜底方法。

@GetMapping("/fallback/{id}")
@SentinelResource(value = "fallback",fallback = "my_fallback",blockHandler = "my_handler")
public String hello(@PathVariable("id") Integer id){
    if (id==4){
        throw new IllegalArgumentException();
    }
    return “调用成功”;
}

public String my_fallback(Integer id){
    return "fallback方法";
}
public String my_handler(Integer id, BlockException exception){
    return "handler方法";
}

该处既配置了熔断方法又配置了blockHandler方法。若此时给该资源定义了热点规则，并且同时传入参数4，那么BlockException和IllegalArgumentException同时发生异常的情况下，会先调用my_handler方法，若符合定义的规则，那就只会调用my_fallback方法来处理IllegalArgumentException异常。

• sentinel与OpenFeign的整合
  修改application.yml配置文件：feign.sentinel.enabled=true,若不加这一配置则无法配置OpenFeign的兜底方法。以下为OpenFeign的映射和兜底代码。

  @FeignClient(value = "nacos-sentinel-provider",fallback = FallBack.class)
  public interface BalanceService {
      @GetMapping(value = "/balance")
      String nacos_sentinel();
  }
  

  @Component
  public class FallBack implements BalanceService{
      @Override
      public String nacos_sentinel() {
          return "这是feign的兜底方法";
      }
  }
  

十. Sentinel——持久化配置

为什么要进行持久化的配置？
答：重启微服务后，相应的流控规则等都会消失，必须重新配置，那么就需要持久化配置，那么需要一个解决方案，将持久化规则保存起来，可以写入Nacos，也可写入数据库或者文件中。本文用到的是将持久化配置写入Nacos。

1. 引入依赖

   <dependency>  
       <groupId>com.alibaba.cspgroupId>
       <artifactId>sentinel-datasource-nacosartifactId>
   dependency>
   

2. 配置持久化

   spring:
     application:
       name: nacos-sentinel-consumer
     cloud:
       nacos:
         discovery:
           server-addr: localhost:8848
       sentinel:
         transport:
           dashboard: localhost:8080
           port: 8719
         datasource:   # 配置sentinel持久化
           ds1:
             nacos:
               server-addr: localhost:8848
               dataId: nacos-sentinel-consumer
               groupId: DEFAULT_GROUP
               data-type: json
               rule-type: flow
   

3. sentinel中添加 json 配置文件

   {
       {
           "resource": "/balance",      监控的资源名称
           "limitApp": "default",     来源应用
           "grade": 1,      阈值类型，0为线程数，1为QPS
           "count": 1,     单机阈值
           "strategy": 0,   流控模式， 0直接，1关联，2链路
           "controlBehavior": 0,  流控效果：0快速失败，1warmup，2排队等待
           "clusterMode": false   是否集群
       }
   }
   
   

4. 验证流控规则持久化
   也是懒加载模式，当某个资源被调用后那么在Sentinel的监控后台就可以看到相应的规则。

十一. 下一篇介绍

对spring cloud alibaba seata介绍，针对的是微服务当中的分布式事务问题。