一、Sentinel安装介绍
- 雪崩问题
微服务调用链路中的某个服务故障，引起整个链路中的所有微服务都不可用，这就是雪崩。
- 解决雪崩问题的常见方式有四种：
- 超时处理：设定超时时间，请求超过一定时间没有响应就返回错误信息，不会无休止等待
- 舱壁模式：限定每个业务能使用的线程数，避免耗尽整个tomcat的资源，因此也叫线程隔离。
- 熔断降级：由断路器统计业务执行的异常比例，如果超出阈值则会熔断该业务，拦截访问该业务的一切请求
- 流量控制：限制业务访问的QPS，避免服务因流量的突增而故障。
安装控制台
GitHub下载任意一个版本的jar文件，然后使用
$ java -jar sentinel-dashboard-1.8.4.jar
如果出现错误，可以尝试先指定jdk版本,路径改成自己本地的目录地址
$ set Path=K:\java\jdk1.8.0_321\jre\bin
访问http://localhost:8080/
默认用户名和密码都是 sentinel。
微服务整合Sentinel
- 引入依赖
com.alibaba.cloud
spring-cloud-starter-alibaba-sentinel
- 配置控制台地址
spring:
datasource:
url: jdbc:mysql://localhost:3306/cloud_order?useSSL=false
username: root
password: 123
driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
application:
name: orderservice
cloud:
nacos:
server-addr: localhost:8848 # nacos服务地址
sentinel:
transport:
dashboard: localhost:8080 # Sentinel控制台地址
- 访问微服务的任意端点，触发sentinel监控，之后即可在控制台看到信息。
二、Sentinel限流规则
点击资源/order/{orderId}后面的流控按钮，就可以弹出表单。表单中可以添加流控规则，如下图所示：
其含义是限制 /order/{orderId}这个资源的单机QPS为1，即每秒只允许1次请求，超出的请求会被拦截并报错。
- 在添加限流规则时，点击高级选项，可以选择三种流控模式：
- 直接：统计当前资源的请求，触发阈值时对当前资源直接限流，也是默认的模式
- 关联：统计与当前资源相关的另一个资源，触发阈值时，对当前资源限流
- 链路：统计从指定链路访问到本资源的请求，触发阈值时，对指定链路限流
关联模式
- 关联模式：统计与当前资源相关的另一个资源，触发阈值时，对当前资源限流
-
使用场景：比如用户支付时需要修改订单状态，同时用户要查询订单。查询和修改操作会争抢数据库锁，产生竞争。业务需求是有限支付和更新订单的业务，因此当修改订单业务触发阈值时，需要对查询订单业务限流。
image.png
当/write资源访问量触发阈值时，就会对/read资源限流，避免影响/write资源。
流控模式-链路
链路模式：只针对从指定链路访问到本资源的请求做统计，判断是否超过阈值。
例如有两条请求链路：
- /test1 到 /common
-
/test2 到/common
如果只希望统计从/test2进入到/common的请求，则可以这样配置：
image.png
- Sentinel默认只标记Controller中的方法为资源，如果要标记其它方法，需要利用@SentinelResource注解，示
@SentinelResource("goods")
public void queryGoods() {
System.out.println("商品信息");
}
- Sentinel默认会将Controller方法做context整合，导致链路模式的流控失效，需要修改application.yml，添加配置：
spring:
application:
name: orderservice
cloud:
sentinel:
transport:
dashboard: localhost:8080 # Sentinel控制台地址
web-context-unify: false #关闭context整合
流控模式有哪些？
- 直接：对当前资源限流
- 关联：高优先级资源触发阈值，对低优先级资源限流。
- 链路：阈值统计时，只统计从指定资源进入当前资源的请求，是对请求来源的限流
二、流控效果
- 流控效果是指请求达到流控阈值时应该采取的措施，包括三种：
- 快速失败：达到阈值后，新的请求会被立即拒绝并抛出FlowException异常。是默认的处理方式。
- warm up：预热模式，对超出阈值的请求同样是拒绝并抛出异常。但这种模式阈值会动态变化，从一个较小值逐渐增加到最大阈值。
-
排队等待：让所有的请求按照先后次序排队执行，两个请求的间隔不能小于指定时长
image.png
流控效果-warm up
warm up也叫预热模式，是应对服务冷启动的一种方案。请求阈值初始值是 threshold / coldFactor，持续指定时长后，逐渐提高到threshold值。而coldFactor的默认值是3.
例如，我设置QPS的threshold为10，预热时间为5秒，那么初始阈值就是 10 / 3 ，也就是3，然后在5秒后逐渐增长到10
流控效果-排队等待
当请求超过QPS阈值时，快速失败和warm up 会拒绝新的请求并抛出异常。而排队等待则是让所有请求进入一个队列中，然后按照阈值允许的时间间隔依次执行。后来的请求必须等待前面执行完成，如果请求预期的等待时间超出最大时长，则会被拒绝。
例如：QPS = 5，意味着每200ms处理一个队列中的请求；timeout = 2000，意味着预期等待超过2000ms的请求会被拒绝并抛出异常
三、热点参数限流
之前的限流是统计访问某个资源的所有请求，判断是否超过QPS阈值。而热点参数限流是分别统计参数值相同的请求，判断是否超过QPS阈值。
代表的含义是：对hot这个资源的0号参数（第一个参数）做统计，每1秒相同参数值的请求数不能超过5
-
在热点参数限流的高级选项中，可以对部分参数设置例外配置：
image.png
结合上一个配置，这里的含义是对0号的long类型参数限流，每1秒相同参数的QPS不能超过5，有两个例外：
1.如果参数值是100，则每1秒允许的QPS为10
2.如果参数值是101，则每1秒允许的QPS为15 - 注意：热点参数限流对默认的SpringMVC资源无效，即必须为用@SentinelResource注解配置的资源才能生效
四、隔离降级
虽然限流可以尽量避免因高并发而引起的服务故障，但服务还会因为其它原因而故障。而要将这些故障控制在一定范围，避免雪崩，就要靠线程隔离（舱壁模式）和熔断降级手段了
不管是线程隔离还是熔断降级，都是对客户端（调用方）的保护。
Feign整合Sentinel
SpringCloud中，微服务调用都是通过Feign来实现的，因此做客户端保护必须整合Feign和Sentinel。
- 修改OrderService的application.yml文件，开启Feign的Sentinel功能
feign:
sentinel:
enabled: true
- 给FeignClient编写失败后的降级逻辑
- 步骤一：在feing-api项目中定义类，实现FallbackFactory：
package cn.itcast.feign.clients.fallback;
import cn.itcast.feign.clients.UserClient;
import cn.itcast.feign.pojo.User;
import feign.hystrix.FallbackFactory;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
/**
* @author ylf
* @version 1.0
*/
@Slf4j
public class UserClientFallbackFactory implements FallbackFactory {
@Override
public UserClient create(Throwable throwable) {
return new UserClient() {
@Override
public User findById(Long id) {
// 填写异常后的处理
log.error("查询用户异常", throwable);
return new User();
}
};
}
}
- 步骤二：在feing-api项目中的DefaultFeignConfiguration类中将UserClientFallbackFactory注册为一个Bean：
package cn.itcast.feign.config;
import cn.itcast.feign.clients.fallback.UserClientFallbackFactory;
import feign.Logger;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
public class DefaultFeignConfiguration {
@Bean
public Logger.Level logLevel() {
return Logger.Level.BASIC;
}
@Bean
public UserClientFallbackFactory userClientFallbackFactory() {
return new UserClientFallbackFactory();
}
}
- 步骤三：在feing-api项目中的UserClient接口中使用UserClientFallbackFactory：
package cn.itcast.feign.clients;
import cn.itcast.feign.clients.fallback.UserClientFallbackFactory;
import cn.itcast.feign.pojo.User;
import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
@FeignClient(value = "userservice", fallbackFactory = UserClientFallbackFactory.class)
public interface UserClient {
@GetMapping("/user/{id}")
User findById(@PathVariable("id") Long id);
}
线程隔离
- 线程池隔离
- 优点：支持主动超时，支持异步调用。
- 缺点：线程的额外开销大
- 场景： 低扇出
- 信号量隔离
- 优点：轻量级，无额外开销
- 缺点：不支持主动超时，不支持异步调用
- 场景：高扇出
线程隔离（舱壁模式）
在添加限流规则时，可以选择两种阈值类型：
- QPS：就是每秒的请求数，在快速入门中已经演示过
- 线程数：是该资源能使用用的tomcat线程数的最大值。也就是通过限制线程数量，实现舱壁模式。
熔断降级
熔断降级是解决雪崩问题的重要手段。其思路是由断路器统计服务调用的异常比例、慢请求比例，如果超出阈值则会熔断该服务。即拦截访问该服务的一切请求；而当服务恢复时，断路器会放行访问该服务的请求。
熔断策略-慢调用
断路器熔断策略有三种：慢调用、异常比例、异常数
-
慢调用：业务的响应时长（RT）大于指定时长的请求认定为慢调用请求。在指定时间内，如果请求数量超过设定的最小数量，慢调用比例大于设定的阈值，则触发熔断。例如：
image-20210716145934347.png
解读：RT超过500ms的调用是慢调用，统计最近10000ms内的请求，如果请求量超过10次，并且慢调用比例不低于0.5，则触发熔断，熔断时长为5秒。然后进入half-open状态，放行一次请求做测试。
熔断策略-异常比例、异常数
-
异常比例或异常数：统计指定时间内的调用，如果调用次数超过指定请求数，并且出现异常的比例达到设定的比例阈值（或超过指定异常数），则触发熔断。例如：
image.png
image.png
解读：统计最近1000ms内的请求，如果请求量超过10次，并且异常比例不低于0.5，则触发熔断，熔断时长为5秒。然后进入half-open状态，放行一次请求做测试。
Sentinel熔断降级的策略有哪些？
- 慢调用比例：超过指定时长的调用为慢调用，统计单位时长内慢调用的比例，超过阈值则熔断
- 异常比例：统计单位时长内异常调用的比例，超过阈值则熔断
- 异常数：统计单位时长内异常调用的次数，超过阈值则熔断
五、授权规则
授权规则可以对调用方的来源做控制，有白名单和黑名单两种方式。
白名单：来源（origin）在白名单内的调用者允许访问
黑名单：来源（origin）在黑名单内的调用者不允许访问
-
给/order/{orderId} 配置授权规则：
image.png Sentinel是通过RequestOriginParser这个接口的parseOrigin来获取请求的来源的。例如，在order-service服务中我们尝试从request中获取一个名为origin的请求头，作为origin的值：
package cn.itcast.sentinel;
import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.spring.webmvc.callback.RequestOriginParser;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.StringUtils;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
/**
* @author ylf
* @version 1.0
*/
@Component
public class HeaderOriginParser implements RequestOriginParser {
@Override
public String parseOrigin(HttpServletRequest httpServletRequest) {
// 1.获取请求头
String origin = httpServletRequest.getHeader("origin");
System.out.println("xxxx" + origin);
// 2.非空判断
if (StringUtils.isEmpty(origin)) {
origin = "blank";
}
return origin;
}
}
- 我们还需要在gateway服务中，利用网关的过滤器添加名为gateway的origin头：
spring:
application:
name: gateway
cloud:
gateway:
default-filters:
- AddRequestHeader=origin,gateway
六、自定义异常结果
package cn.itcast.sentinel;
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 org.springframework.stereotype.Component;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
@Component
public class SentinelExceptionHandler implements BlockExceptionHandler {
@Override
public void handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, BlockException e)
throws Exception {
String msg = "未知异常";
int status = 429;
if (e instanceof FlowException) {
msg = "请求被限流了";
} else if (e instanceof ParamFlowException) {
msg = "请求被热点参数限流";
} else if (e instanceof DegradeException) {
msg = "请求被降级了";
} else if (e instanceof AuthorityException) {
msg = "没有权限访问";
status = 401;
}
response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
response.setStatus(status);
response.getWriter().println("{\"msg\": " + msg + ", \"status\": " + status + "}");
}
}
七、规则持久化
规则管理模式
- 原始模式：保存在内存，重启服务就会消失
- pull模式：保存在本地文件或数据库，定时去读取
- push模式：保存在nacos，监听变更实时更新
实现push模式
一、修改order-service服务
修改OrderService，让其监听Nacos中的sentinel规则配置。
具体步骤如下：
1.引入依赖
在order-service中引入sentinel监听nacos的依赖：
com.alibaba.csp
sentinel-datasource-nacos
2.配置nacos地址
在order-service中的application.yml文件配置nacos地址及监听的配置信息：
spring:
cloud:
sentinel:
datasource:
flow:
nacos:
server-addr: localhost:8848 # nacos地址
dataId: orderservice-flow-rules
groupId: SENTINEL_GROUP
rule-type: flow # 还可以是：degrade、authority、param-flow
二、修改sentinel-dashboard源码
SentinelDashboard默认不支持nacos的持久化，需要修改源码。
1. 解压
解压课前资料中的sentinel源码包：
或者到GitHub下载GitHub
然后并用IDEA打开这个项目，结构如下：
2. 修改nacos依赖
在sentinel-dashboard源码的pom文件中，nacos的依赖默认的scope是test，只能在测试时使用，这里要去除：
将sentinel-datasource-nacos依赖的scope去掉：
com.alibaba.csp
sentinel-datasource-nacos
3. 添加nacos支持
在sentinel-dashboard的test包下，已经编写了对nacos的支持，我们需要将其拷贝到main下。
4. 修改nacos地址
然后，还需要修改测试代码中的NacosConfig类：
修改其中的nacos地址，让其读取application.properties中的配置：
在sentinel-dashboard的application.properties中添加nacos地址配置：
nacos.addr=localhost:8848
5. 配置nacos数据源
另外，还需要修改com.alibaba.csp.sentinel.dashboard.controller.v2包下的FlowControllerV2类：
让我们添加的Nacos数据源生效：
6. 修改前端页面
接下来，还要修改前端页面，添加一个支持nacos的菜单。
修改src/main/webapp/resources/app/scripts/directives/sidebar/目录下的sidebar.html文件：
将其中的这部分注释打开：
修改其中的文本：
7. 重新编译、打包项目
运行IDEA中的maven插件，编译和打包修改好的Sentinel-Dashboard：
8.启动
启动方式跟官方一样：
java -jar sentinel-dashboard.jar
如果要修改nacos地址，需要添加参数：
java -jar -Dnacos.addr=localhost:8848 sentinel-dashboard.jar