SpringBoot整合Sentinel实现服务限流、熔断

Sentinel是面向分布式服务架构的高可用流量防护组件，主要以流量为切入点，从限流、流量整形、熔断降级、系统负载保护、热点防护等多个维度来帮助开发者保障微服务的稳定性。
详细介绍请看：https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki

一、Sentinel服务的安装

1、Sentinel下载

项目地址：https://github.com/alibaba/Sentinel

Sentinel结构简介：

Sentinel整体项目由多个组件构成，但主要分为sentinel-core和sentinel-dashboard，两者分别作为Sentinel的连接服务和管理控制台。使用Sentinel，我们需要先下载sentinel-dashboard管理控制台，然后在微服务中依赖sentinel-core连接管理控制台。

sentinel-dashboard下载：

下载有两种方式，第一种可以直接下载Jar包部署使用。

第二种就是下载源代码，自己打包使用，不过注意，sentinel-dashboard使用Maven管理整个项目，需要将整体项目全部下载打包。

两种方式没有区别，生成的Jar包完全相同！

2、sentinel-dashboard部署

由于sentinel-dashboard为SpringBoot项目，所以直接运行即可：

java -Dserver.port=8081 -jar sentinel-dashboard.jar #由于默认端口为8080，所以更改端口为8081

nohup java -Dserver.port=8081 -jar sentinel-dashboard.jar > log.log 2>&1 &^C  #使用此命令后台运行服务

如果无法访问请检查防火墙：

firewall-cmd --add-port=8081/tcp --permanent #将8081加入白名单
firewall-cmd --reload #刷新防火墙

此时输入连接访问即可，账号密码均为sentinel：

接下来服务连接后，我们就可以使用此控制台控制服务的流量信息！

二、构建测试项目

1、搭建SpringBoot项目

Sentinel作为SpringCloudAlibaba中的项目，主要服务于微服务架构，但也可以在非微服务中使用，我们现在就用一个普通的SpringBoot项目进行测试。

2、导入依赖，配置地址

在项目中导入依赖：

      com.alibaba.cloud
      spring-cloud-starter-alibaba-sentinel
      2021.1  

在配置文件中配置以下信息：

spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        port: 8719 #与sentinel-dashboard通信端口，如果被占用，会自动向后扫描
        dashboard: 10.10.2.188:8081 #sentinel-dashboard地址
  application:
    name: sentineldemo #项目名称

此处注意：8179并非sentinel-dashboard开放的端口，而是微服务开放的端口，sentinel-dashboard需要访问微服务的8179端口进行限流设置，所以务必确保sentinel-dashboard可以访问到服务的8179端口，否则会无法监控！

3、启动测试项目

项目配置好后即可启动项目，此处注意sentinel-dashboard采用懒加载机制，只有当我们的服务北方问后，sentinel-dashboard中才可以显示，所以请先访问一次，再查看控制台结果：


此时就可以查看实时流量，进行流量控制！

三、流量控制规则详解

进入访问控制台后，点击“簇点链路”即可查看服务被访问的URL，使用左侧按钮进行流控设置！

@SentinelResource(“标识符”)注解

该注解用于给一个Controller设置一个唯一标识符，在设置限流熔断规则时，可以使用该标识符！

注意：在熔断和限流中可以直接不使用此注解，直接使用URL也可以，但注意，使用注解和不使用注解的异常处理完全不同，建议全部使用，如果不使用，则建议统一完全不使用！

本教程以下操作全部使用该注解，资源ID为与url相同

1、限流

点击“流控”，即可进行限流设置：

阈值类型：

• QPS：每秒最大访问次数（比如：设置QPS的阈值为5，则一秒内如果超过5次访问，则达到限流标准，开始限流）
• 线程数：服务最大的线程数量（比如：线程数的阈值为5，则如果同时超过5人同时访问该资源并都在执行中，达到限流标准）

流控模式：

• 直接：如果该资源访问超过限流标准，则对自身进行限流（比如：我对/test进行QPS为5的限流，则如果/test请求一秒内被访问超过5次，则开始保护，/test在这一秒内无法访问。）
• 关联：如果被关联的资源访问超过阈值，则限流自身（比如：我对/test进行QPS为5的限流，关联资源为/hello，则如果/hello请求一秒内被访问超过5次，则开始保护，/test在这一秒内无法访问）
  
• 链路：只记录从特定链路的流量，如果达到阈值，则进行限流，其他流量不记录
  
  流控效果
• 直接失败：返回错误信息
• 排队等待：按流控阈值逐条处理，但如果超过等待时间，则失败
  
• Warm Up ：对限流进行预热，刚开始以阈值的三分之一开始限制，逐渐放开，时间到达后使用限流阈值进行流量控制
  

2、降级

限流控制了服务器的最大负载，而降级是对服务器的一种保护，如果触发了某种异常，则对自身进行降级处理。

此图中：RT为服务的调用时间

举个例子：我对“/test”资源设置了降级规则，统计时长1000ms，熔断时长1s，比例阈值0.7，最小请求数5，最大RT为200ms。此时如果服务器1000ms内接收到的请求超过5次，并且有4次调用时间超过200ms，则触发降级，1s内对服务器进行熔断，这1s内该资源无法被访问。

异常比例与异常数大同小异，如果服务器返回异常达到阈值，则触发降级保护，服务器熔断！

注意：降级触发是对服务器得以重保护，需要同时满足两个条件：请求数超过最小请求数，慢调用比例/异常比例/异常数达到阈值，如果其一不满足，则无法触发降级

3、热点规则

如果要做到访问资源时，如果带有某参数则进行限流，不带有某参数则不限制，可以使用热点规则！

此处注意：热点规则限流绑定的是Controller方法中的参数列表，参数索引为0，代表该controller中的p1参数，如果请求时携带该参数（/test?p1=1）则会触发限流保护，如果不携带，则限流保护不会生效！

特别注意：此处必须使用@SentinelResource("")注解并绑定资源ID，直接对URL进行热点限流，限流不生效！

参数例外项

对热点资源限流后，如果该参数下有特殊值需要而外进行限流，可以使用参数例外项！

比如：此时如果p1=1或2，则限流QPS为100次，不会再受上方QPS为1的限流影响。

4、系统自适应限流

上方所有知识都是对特定资源限流，而系统自适应限流相当于对整个系统整体限流！

• LOAD：仅对Linux生效，当线程数大于阈值，进行限流（一般为CPU核心数*2.5）
• RT：平均响应时间，如果平均响应时间大于阈值，则进行限流
• 线程数：当线程数大于阈值，进行限流
• 入口QPS：当该机器上所有流量总和大于阈值，进行限流
• CPU使用率：当CPU使用率大于阈值，进行限流

系统自适应限流与资源限流通常搭配使用！

四、自定义异常处理

1、统一异常处理

可以对Sentinel限流进行处理，返回自定义信息，避免返回默认信息

使用@SentinelResource(“标识符”)注解

如果使用该注解，被限流则抛出异常，直接使用SpringBoot的全局异常处理即可！

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.authority.AuthorityException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.param.ParamFlowException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemBlockException;
import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestControllerAdvice;

/**
 * @author 张朝宾
 * @describe
 * @since 2021/4/21
 */
@RestControllerAdvice
public class SentinelException {

    @ExceptionHandler(BlockException.class)
    public String blockException(BlockException e)
    {
        return "未知限流！！！";
    }

    @ExceptionHandler(FlowException.class)
    public String flowException(FlowException e)
    {
        return "服务限流！！！";
    }

    @ExceptionHandler(DegradeException.class)
    public String degradeException(DegradeException e)
    {
        return "服务熔断！！！";
    }

    @ExceptionHandler(ParamFlowException.class)
    public String paramFlowException(ParamFlowException e)
    {
        return "热点资源限流！！！";
    }
    @ExceptionHandler(SystemBlockException.class)
    public String systemBlockException(SystemBlockException e)
    {
        return "系统自适应限流！！！";
    }

    @ExceptionHandler(AuthorityException.class)
    public String authorityException(AuthorityException e)
    {
        return "没有授权！！！";
    }
}

不使用@SentinelResource(“标识符”)注解

不使用该注解，则由sentinel进行异常处理，需要定义配置文件：

package com.hsol.sentineldemo.demo.exception;
import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.spring.webmvc.callback.BlockExceptionHandler;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.authority.AuthorityException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.param.ParamFlowException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemBlockException;

import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

/**
 * @author 张朝宾
 * @describe
 * @since 2021/4/21
 */
@Component
public class SentinelException implements BlockExceptionHandler {
    @Override
    public void handle(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, BlockException e) throws Exception {

        if (e instanceof FlowException) {
            //服务限流
        } else if (e instanceof DegradeException) {
            //服务熔断
        } else if (e instanceof ParamFlowException) {
            //热点限流
        } else if (e instanceof SystemBlockException) {
            //系统自适应限流
        } else if (e instanceof AuthorityException) {
            //没有授权
        }
    }
}

2、单一资源异常处理

如果针对某个Controller进行异常处理，则需要使用@SentinelResource指定处理函数

    @GetMapping("/test")
    @SentinelResource(value = "test",blockHandler = "testHandler")
    public String test()
    {
        return "hello";
    }
    
 	public String testHandler(BlockException e)
    {
        return "限流异常";
    }