Sentinel的限流和Gateway的限流差别?

Sentinel的限流与Gateway的限流有什么差别?

问题说明:考察对限流算法的掌握情况

限流算法常见的有三种实现:滑动时间窗口,令牌桶算法,漏桶算法。gateway则采用基于Redis实现的令牌桶算法。但是我们不会去用,而Sentinel 功能比较丰富。
而sentinel内部比较复杂:

  • 默认限流模式是基于滑动时间窗口算法
    针对资源做统计,一个资源对弈一个滑动窗口算法,统计的数据较少,内存使用不高。
  • 流控效果为排队等待的限流模式基于漏桶算法
    需要排队等待效果
  • 而流控规则的热点参数限流 是基于令牌桶算法
    参数较多,只需要记录参数对应的请求时间信息

补充

限流: 对 应用服务的请求做限制,避免因过多的请求而导致服务器过载甚至宕机。
限流算法常见的包括两种:
1.计算器算法,有包括窗口计算器算法,滑动窗口算法

2.令牌桶算法(Token Bucket)

3.漏桶算法(Leaky Bucket)

固定窗口算法

  • 将时间划分为多个窗口,窗口时间跨度成为Interval(间隔). 1000ms
  • 每个窗口维护一个计数器,每有一次请求就会将计数器加1,限流就是设置计数器阀值。设置为3
  • 如果计算器超过了限流阀值,则超出阀值的请求都会被丢弃。
    Sentinel的限流和Gateway的限流差别?_第1张图片

观上图,这种算法使用问题的,在4500-5500ms 这1s内有6个请求通过。

滑动窗口计数器算法

滑动窗口计数器算法会对一个窗口分为n个更小的区间,例如:

  • 窗口时间跨度Interval为1s;区间数量 n=2,则每个小区间的时间间隔为500ms
  • 限流阀值依然为3,时间窗口(1s)内请求超过阀值时,超出的请求被限流
  • 窗口会根据当前请求所在的时间(currentTime)移动,窗口范围是从(currentTime-Interval)之后的第一个时区开始,到currentTime 所在时区结束

0 500 1000 1500 2000
比如是1250ms 时来个请求,1250-1000=250, 250后面的第一个时区是500-100。而1250在 1000-1500中;所以这个滑动窗口是 500-1000。

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观上图,其实还是有问题,可以将区间数量设置越小,限流就越准确,但是还是不能100%准确。

令牌桶算法

  • 以固定的速率生成令牌,存入令牌桶中,如果令牌桶满了以后,多余令牌丢弃
  • 请求进入后,必须先尝试从桶中获取令牌后才可以被处理
  • 如果令牌中没有令牌,则请求等待或丢弃

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代码实现上并不是设计一个桶来存储令牌,而是存储 一定时间范围的请求信息,根据请求信息来计算是否可以拿到令牌。

漏桶算法

漏桶算法是对令牌桶算法的改进

  • 将每个请求视作水滴放入漏桶进行存储
  • 漏桶以固定速度向外漏出请求来执行,如果“漏桶”空了则停止“漏水”
  • 如果“漏桶”满了则多余的“水滴”会被直接丢弃
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漏桶实现 用阻塞队列

漏桶算法

Sentinel 在实现漏桶时,采用了排队等待模式:
让所有请求进入一个队列中,然后按照阀值允许的时间间隔依次执行。并发的多个请求必须等待,预期的等待时长-最近一次请求的预期等待时间+允许的间隔。如果请求预期的等待时间超出最大时长,则会拒绝。

例如: QPS=5 ,意味这没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。

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