【RuoYi-Cloud-Plus】学习笔记 07 - Sentinel（二）Node & ProcessorSlotChain 总览与知识整理
文章目录
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- 前言
- 参考目录
- 版本说明
- 学习笔记
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- 1、Sentinel 架构图
- 2、Node
- 2.1、入口节点 `EntranceNode`
- 2.2、链路节点 `DefaultNode`
- 2.3、簇点 `ClusterNode`
- 2.4、统计节点 `StatisticNode`
- 3、`Slot Chain`
- 3.1、`DefaultSlotChainBuilder`
- 3.1.1、Slot 排序的实现
- 3.1.2、SPI 文件读取
- 3.2、`NodeSelectorSlot`（order = -10000）
- 3.3、`ClusterBuilderSlot`（order = -9000）
- 3.4、`LogSlot`（order = -8000）
- 3.5、`StatisticSlot`（order = -7000）
- 3.6、`AuthoritySlot`（order = -6000）
- 3.7、`SystemSlot`（order = -5000）
- 3.8、`GatewayFlowSlot`（order = -4000）
- 3.9、`ParamFlowSlot`（order = -3000）
- 3.10、`FlowSlot`（order = -2000）
- 3.11、`DegradeSlot`（order = -1000）
前言
上一篇文章中，主要集中的点在于 StatisticSlot，一开始只是简单介绍了一下 Sentinel 架构，这篇文章暂时把视线拉回来一点，整理一下关于 Node 以及 slot chain 的相关知识，后续文章再对 slot 展开详细分析。
参考目录
- Sentinel 官方文档
- Sentinel工作主流程
依托于该文档进行本文Slot Chain部分的展开。 - Sentinel 核心类解析
依托于该文档进行本文Node部分的展开。 - 《实战Alibaba Sentinel：深度解析微服务高并发流量治理》
结合该书对一些知识点的梳理。
版本说明
Sentinel：V1.8.6
学习笔记
1、Sentinel 架构图
总体架构图（搬运自官方文档）：
还是这张图，先来简单梳理一下各种类型的 Node，然后再来分析下面的 Slot Chain。
2、Node
Node 继承关系图如下：
这一部分在文档中分成了三个部分来对各种节点进行描述，分别是简介、构建时机以及维度（数目），下面在文档的基础上结合源码来整理说明一下。
2.1、入口节点 EntranceNode
- 介绍：
入口节点，特殊的链路节点，对应某个 Context 入口的所有调用数据。Constants.ROOT 节点也是入口节点。
- 构建的时机：
在 ContextUtil.enter(xxx) 的时候就创建了，然后塞到 Context 里面。
- 维度（数目）：
维度是 context，存在 ContextUtil 类的 contextNameNodeMap 里面。
2.2、链路节点 DefaultNode
- 介绍：
用于统计调用链路上某个资源的数据，维持树状结构。
- 构建的时机：
NodeSelectorSlot：根据 context 创建 DefaultNode，然后 set curNode to context。
该方法 NodeSelectorSlot#entry 会在下面介绍 Slot Chain 时再作说明。
- 维度（数目）：
维度是 resource * context，存在每个 NodeSelectorSlot 的 map 里面。
2.3、簇点 ClusterNode
- 介绍：
用于统计每个资源全局的数据（不区分调用链路），以及存放该资源的按来源区分的调用数据（类型为 StatisticNode）。特别地，Constants.ENTRY_NODE 节点用于统计全局的入口资源数据。
- 构建的时机：
ClusterBuilderSlot：首先根据 resourceName 创建 ClusterNode，并且 set clusterNode to defaultNode。
同上，该方法 ClusterBuilderSlot#entry 会在下面介绍 Slot Chain 时再作说明。
- 维度（数目）：
维度是 resource。
2.4、统计节点 StatisticNode
上篇文章的主角，再来回顾一下。
- 介绍：
最为基础的统计节点，包含秒级和分钟级两个滑动窗口结构。
- 构建的时机：
ClusterBuilderSlot：首先根据 resourceName 创建 ClusterNode，并且 set clusterNode to defaultNode；然后再根据 origin 创建来源节点（类型为 StatisticNode），并且 set originNode to curEntry。
ClusterBuilderSlot#entry
ClusterNode#getOrCreateOriginNode
- 维度（数目）：
来源节点（类型为 StatisticNode）的维度是 resource * origin，存在每个 ClusterNode 的 originCountMap 里面。
3、Slot Chain
注：由于篇幅所限，处理器链中比较重要的 slot （例如限流、熔断等）会在后面的文章单独讲，在文本会简单带过一下。
还是先回到 Github 文档中开头的那句话：
Sentinel 的核心骨架，将不同的 Slot 按照顺序串在一起（责任链模式），从而将不同的功能（限流、降级、系统保护）组合在一起。slot chain 其实可以分为两部分：统计数据构建部分（statistic）和判断部分（rule checking）。
可以知道，Slot 是按照顺序串联起来的，所以我们也是按照加载顺序来进行说明。
在看《实战Alibaba Sentinel：深度解析微服务高并发流量治理》的时候，也有看到关于这一部分的说明，来简单摘抄如下：
Sentinel 使用责任链模式将注册的所有 ProcessorSlot 按照一定的顺序串成一个单向链表。
ProcessorSlotChain 用于将 ProcessorSlot 串成一个单向链表，并且ProcessorSlotChain 由 SlotChainBuilder 构造。DefaultSlotChainBuilder 是默认使用的 SlotChainBuilder。
既然如此，我们就从 DefaultSlotChainBuilder 开始。
3.1、DefaultSlotChainBuilder
DefaultSlotChainBuilder#build
该方法的主要逻辑：
- 创建一个
ProcessorSlotChain对象。 - 通过 SPI 机制获取所有的
ProcessorSlot实现类，并将它们按照 SPI 机制的注解（@Spi）中的order属性进行排序，这里的SpiLoader是一个工具类用于加载 SPI 实现类。 - 在排序后的
ProcessorSlot列表中，只有继承自抽象的ProcessorSlot链节点AbstractLinkedProcessorSlot的ProcessorSlot的实例才可以添加到ProcessorSlotChain中，否则会打印警告并忽略该ProcessorSlot。 - 将所有可添加的
ProcessorSlot添加到ProcessorSlotChain中并返回。
这个方法的重点在于通过 SPI 机制获取所有的 ProcessorSlot 实现类。
SpiLoader#loadInstanceListSorted
SpiLoader#load
这段代码是 SPI 机制的实现代码，用于加载实现某个特定接口的 SPI 实现。
方法的主要逻辑：
- 判断是否已加载过该 SPI 实现，若已加载则直接返回。
- 根据 SPI 接口名称读取相应的 SPI 文件。
- 通过相应的 ClassLoader 获取这个文件的 URL，并遍历每一个 URL 来读取文件内容，解析其中的每一行字符串，提取类名称等信息加入到相应的列表中。如果文件中出现了重名的别名，则会抛出异常。
- 将解析出来的类进行一系列操作，比如判断它是否是该 SPI 接口的实现，或者是否是默认实现类等，并将这些类的别名、注解信息等放入相应的 Map 中。
- 将这些类集合进行排序并返回。
得到的 slot（未排序）：
3.1.1、Slot 排序的实现
通过注解的 @Spi 中的 order 属性进行排序。
排序比较：
3.1.2、SPI 文件读取
如何能够通过 SPI 机制获取所有的 ProcessorSlot 实现类？
答案是在资源文件夹中创建和接口名称一致的资源文件。
sentinel-core-1.8.6.jar 这里只有 8 个 slot，但是上面截图显示，加载完成的时候有 10 个 slot。这里就不得不说明一下，所有引入的 jar 包都会被扫描，只要名称相同的文件都会被扫描，所以另外两个 slot 分别在 sentinel-parameter-flow-control-1.8.6.jar 以及 sentinel-api-gateway-adapter-common-1.8.6.jar。
3.2、NodeSelectorSlot（order = -10000）
这是最先加载的 slot。
这个 slot 主要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，用于根据调用路径进行流量控制。
NodeSelectorSlot#entry
主要逻辑：
- 根据不同的上下文
context和资源封装类ResourceWrapper创建相应的执行节点DefaultNode，并将其添加到一个map中进行缓存。 - 如果
map中已有该上下文context对应的执行节点，则直接获取该节点；否则需要创建一个新节点添加到map中，并将其加入调用方上下文的调用栈（即为DefaultNode）的子节点中，以构建所有节点的调用树。 - 将执行节点和相关参数传递到下一个
ProcessorSlot中进行处理。
方法的注释值得一读：
It’s interesting that we use context name rather resource name as the map key.
红色框中还提出了一个思考问题：
最快获取到同一个
resource的所有统计值的方法是什么？
答案是所有具有相同resource名称的DefaultNode共享同一个ClusterNode。
3.3、ClusterBuilderSlot（order = -9000）
此插槽用于构建资源的 ClusterNode 以及调用来源节点。ClusterNode 保持某个资源运行统计信息（响应时间、QPS、block 数目、线程数、异常数等）以及调用来源统计信息列表。
上面关于 ClusterNode 节点的说明也有提及该方法。
这个方法的作用是创建一个新的 ClusterNode 实例，并使用node.setClusterNode(clusterNode) 将其分配给给定的 Node 对象。如果 context 参数具有非空的来源值，则它还会设置一个来源节点。
3.4、LogSlot（order = -8000）
这一个功能比较简单，继续往下。
3.5、StatisticSlot（order = -7000）
StatisticSlot 是 Sentinel 的核心功能插槽之一，用于统计实时的调用数据。
这一个在上篇文章 #3.3.1 中详细分析过了，在此也不再赘述。
3.6、AuthoritySlot（order = -6000）
根据配置的黑白名单和调用来源信息，来做黑白名单控制。
3.7、SystemSlot（order = -5000）
这个 slot 会根据对于当前系统的整体情况，对入口资源的调用进行动态调配。其原理是让入口的流量和当前系统的预计容量达到一个动态平衡。
注意系统规则只对入口流量起作用（调用类型为 EntryType.IN），对出口流量无效。可通过 SphU.entry(res, entryType) 指定调用类型，如果不指定，默认是EntryType.OUT。
SystemRuleManager#checkSystem
方法的主要逻辑：
- 如果
resourceWrapper参数为 null，方法将直接返回。 - 如果检查开关
checkSystemStatus为关闭状态，则方法也直接返回。 - 该方法只检查入站流量。如果资源类型不是入站类型，则方法直接返回。
- 计算当前总的 QPS，如果当前 QPS 加上
count超过了最大 QPS，那么就抛出一个SystemBlockException异常，异常信息中包含了资源名称和限制类型("qps")。 - 检查当前线程数是否超过了最大线程数，如果是，则抛出一个
SystemBlockException异常，异常信息中也包含了资源名称和限制类型("thread")。 - 计算当前的平均响应时间，如果平均响应时间超过了最大响应时间，那么就抛出一个
SystemBlockException异常，异常信息中同样包含了资源名称和限制类型("rt")。 - 检查系统负载是否超过了上限。如果最高系统负载已经设置，且当前系统平均负载超过了最高系统负载，那么就调用
checkBbr方法检查是否可以通过 BBR 算法来限制流量。如果不能通过 BBR 算法来限制流量，那么就抛出一个SystemBlockException异常，异常信息中同样包含了资源名称和限制类型("load")。 - 检查当前 CPU 使用率是否超过了最高 CPU 使用率。如果超过了最高 CPU 使用率，那么就抛出一个
SystemBlockException异常，异常信息中同样包含了资源名称和限制类型("cpu")。
关于 BBR 算法：
SystemRuleManager#checkBbr
入参 currentThread 当前线程数。
判断 currentThread 是否大于 1，如果大于 1，则继续判断是否大于 Constants.ENTRY_NODE.maxSuccessQps() * Constants.ENTRY_NODE.minRt() / 1000。
- 如果大于，则返回
false，表示当前线程超过了 BBR 算法的限制，应该停止继续运行。 - 如果小于，则返回
true，表示当前线程符合 BBR 算法的限制，可以继续运行。
3.8、GatewayFlowSlot（order = -4000）
方法的主要逻辑：
- 如果
args为null，则直接返回。 - 获取
GatewayRuleManager对象，并调用getConvertedParamRules方法获取转化后的参数规则列表。 - 如果规则列表为
null或为空，则直接返回。 - 遍历规则列表中的每个规则，对于每个规则：
- 初始化参数度量器。
- 如果
passCheck不满足条件，则抛出参数流量限制异常ParamFlowException。
- 返回成功。
3.9、ParamFlowSlot（order = -3000）
ParamFlowSlot#checkFlow
热点参数限流和网关限流类似，也是通过一系列规则的判断来校验是否能够通过。
3.10、FlowSlot（order = -2000）
这个 slot 主要根据预设的资源的统计信息，按照固定的次序，依次生效。如果一个资源对应两条或者多条流控规则，则会根据如下次序依次检验，直到全部通过或者有一个规则生效为止：
指定应用生效的规则，即针对调用方限流的；
调用方为 other 的规则；
调用方为 default 的规则。
3.11、DegradeSlot（order = -1000）
这个 slot 主要针对资源的平均响应时间（RT）以及异常比率，来决定资源是否在接下来的时间被自动熔断掉。
（完）