Sentinel源码解析一（流程总览）

引言

Sentinel作为ali开源的一款轻量级流控框架，主要以流量为切入点，从流量控制、熔断降级、系统负载保护等多个维度来帮助用户保护服务的稳定性。相比于Hystrix，Sentinel的设计更加简单，在 Sentinel中资源定义和规则配置是分离的，也就是说用户可以先通过Sentinel API给对应的业务逻辑定义资源（埋点），然后在需要的时候再配置规则，通过这种组合方式，极大的增加了Sentinel流控的灵活性。

引入Sentinel带来的性能损耗非常小。只有在业务单机量级超过25W QPS的时候才会有一些显著的影响（5% - 10% 左右），单机QPS不太大的时候损耗几乎可以忽略不计。

Sentinel提供两种埋点方式:

• try-catch 方式（通过 SphU.entry(...)），用户在 catch 块中执行异常处理 / fallback
• if-else 方式（通过 SphO.entry(...)），当返回 false 时执行异常处理 / fallback

写在前面

在此之前，需要先了解一下Sentinel的工作流程
在 Sentinel 里面，所有的资源都对应一个资源名称（resourceName），每次资源调用都会创建一个 Entry 对象。Entry 可以通过对主流框架的适配自动创建，也可以通过注解的方式或调用 SphU API 显式创建。Entry 创建的时候，同时也会创建一系列功能插槽（slot chain），这些插槽有不同的职责，例如默认情况下会创建一下7个插槽：

• NodeSelectorSlot 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，用于根据调用路径来限流降级；
• ClusterBuilderSlot 则用于存储资源的统计信息以及调用者信息，例如该资源的 RT, QPS, thread count 等等，这些信息将用作为多维度限流，降级的依据；
• StatisticSlot 则用于记录、统计不同纬度的 runtime 指标监控信息；
• FlowSlot 则用于根据预设的限流规则以及前面 slot 统计的状态，来进行流量控制；
• AuthoritySlot 则根据配置的黑白名单和调用来源信息，来做黑白名单控制；
• DegradeSlot 则通过统计信息以及预设的规则，来做熔断降级；
• SystemSlot 则通过系统的状态，例如 load1 等，来控制总的入口流量

注意：这里的插槽链都是一一对应资源名称的

上面的所介绍的插槽（slot chain）是Sentinel非常重要的概念。同时还有一个非常重要的概念那就是Node，为了帮助理解，尽我所能画了下面这张图，可以看到整个结构非常的像一棵树：

image.png

简单解释下上图：

• 顶部蓝色的node节点为根节点，全局唯一
• 下面黄色的节点为入口节点，每个CentextName(上下文名称)一一对应一个
  • 可以有多个子节点（对应多种资源）
• 中间绿色框框中的节点都是属于同一个资源的(相同的ResourceName)
• 最底下紫色的节点是集群节点，可以理解成绿色框框中Node资源的整合
• 最右边的指的是不同的来源（origin）流量，同一个EntranceNode可以有多个来源

以上2个概念务必要理清楚，之后再一步一步看源码会比较清晰

下面我们将从入口源码开始一步一步分析整个调用过程：

源码分析

下面的是一个Sentinel使用的示例代码，我们就从这里切入开始分析

// 创建一个名称为entrance1，来源为appA 的上下文Context
ContextUtil.enter("entrance1", "appA");
// 创建一个资源名称nodeA的Entry
 Entry nodeA = SphU.entry("nodeA");
 if (nodeA != null) {
    nodeA.exit();
 }
 // 清除上下文
 ContextUtil.exit();

ContextUtil.enter("entrance1", "appA")

public static Context enter(String name, String origin) {
      // 判断上下文名称是否为默认的名称（sentinel_default_context） 是的话直接抛出异常
    if (Constants.CONTEXT_DEFAULT_NAME.equals(name)) {
        throw new ContextNameDefineException(
            "The " + Constants.CONTEXT_DEFAULT_NAME + " can't be permit to defined!");
    }
    return trueEnter(name, origin);
}

protected static Context trueEnter(String name, String origin) {
      // 先从ThreadLocal中尝试获取，获取到则直接返回
    Context context = contextHolder.get();
    if (context == null) {
        Map localCacheNameMap = contextNameNodeMap;
        // 尝试从缓存中获取该上下文名称对应的 入口节点
        DefaultNode node = localCacheNameMap.get(name);
        if (node == null) {
             // 判断缓存中入口节点数量是否大于2000
            if (localCacheNameMap.size() > Constants.MAX_CONTEXT_NAME_SIZE) {
                setNullContext();
                return NULL_CONTEXT;
            } else {
                try {
                        // 加锁
                    LOCK.lock();
                    // 双重检查锁
                    node = contextNameNodeMap.get(name);
                    if (node == null) {
                         // 判断缓存中入口节点数量是否大于2000
                        if (contextNameNodeMap.size() > Constants.MAX_CONTEXT_NAME_SIZE) {
                            setNullContext();
                            return NULL_CONTEXT;
                        } else {
                            // 根据上下文名称生成入口节点（entranceNode）
                            node = new EntranceNode(new StringResourceWrapper(name, EntryType.IN), null);
                            // 加入至全局根节点下
                            Constants.ROOT.addChild(node);
                            // 加入缓存中
                            Map newMap = new HashMap<>(contextNameNodeMap.size() + 1);
                            newMap.putAll(contextNameNodeMap);
                            newMap.put(name, node);
                            contextNameNodeMap = newMap;
                        }
                    }
                } finally {
                    LOCK.unlock();
                }
            }
        }
        // 初始化上下文对象
        context = new Context(node, name);
        // 设置当前线程流量来源 origin
        context.setOrigin(origin);
        // 设置到当前线程中
        contextHolder.set(context);
    }

    return context;
}

主要做了2件事情

1. 根据ContextName生成entranceNode，并加入缓存，每个ContextName对应一个入口节点entranceNode
2. 根据ContextName和entranceNode初始化上下文对象，并将上下文对象设置到当前线程中

这里有几点需要注意：

1. 入口节点数量不能大于2000，大于会直接抛异常
2. 每个ContextName对应一个入口节点entranceNode
3. 每个entranceNode都有共同的父节点。也就是根节点

Entry nodeA = SphU.entry("nodeA")

// SphU.class
public static Entry entry(String name) throws BlockException {
    // 默认为 出口流量类型，单位统计数为1
    return Env.sph.entry(name, EntryType.OUT, 1, OBJECTS0);
}

// CtSph.class
public Entry entry(String name, EntryType type, int count, Object... args) throws BlockException {
    // 生成资源对象
    StringResourceWrapper resource = new StringResourceWrapper(name, type);
    return entry(resource, count, args);
}
public Entry entry(ResourceWrapper resourceWrapper, int count, Object... args) throws BlockException {
    return entryWithPriority(resourceWrapper, count, false, args);
}

上面的代码比较简单，不指定EntryType的话，则默认为出口流量类型，最终会调用entryWithPriority方法，主要业务逻辑也都在这个方法中

• entryWithPriority方法

private Entry entryWithPriority(ResourceWrapper resourceWrapper, int count, boolean prioritized, Object... args)
    throws BlockException {
    // 获取当前线程上下文对象
    Context context = ContextUtil.getContext();
    // 上下文名称对应的入口节点是否已经超过阈值2000，超过则会返回空 CtEntry
    if (context instanceof NullContext) {
        return new CtEntry(resourceWrapper, null, context);
    }

    if (context == null) {
        // 如果没有指定上下文名称，则使用默认名称，也就是默认入口节点
        context = InternalContextUtil.internalEnter(Constants.CONTEXT_DEFAULT_NAME);
    }

    // 全局开关
    if (!Constants.ON) {
        return new CtEntry(resourceWrapper, null, context);
    }
    // 生成插槽链
    ProcessorSlot