SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级

目录

一、概览

二、安装Sentinel

三、微服务整合sentinel

四、限流

1、流控模式

①直接

②关联

③链路

2、流控效果

①快速失败

②Warm Up

③排队等待

五、熔断降级

1、慢调用比例

2、异常比例

3、异常数


一、概览

       SpringCloudGateway是一个基于SpringBoot2.x的API网关,它可以帮助实现路由、过滤、容错等功能,同时也是微服务架构中不可或缺的一部分。在这篇博客中,将会了解到如何使用Sentinel实现SpringCloudGateway的限流、熔断降级。

        Sentinel是一个轻量级的流量控制框架,它可以帮助我们实现熔断降级、限流等功能,同时也可以与SpringCloudGateway无缝集成。通过使用Sentinel,可以有效地保护微服务架构免受故障和异常的影响。

二、安装Sentinel

        官方提供了UI控制台,下载地址:https://github.com/alibaba/Sentinel/releases

        将下载好的jar包放到任意非中文路径目录,使用java命令启动,可以修改Sentinel的默认端口、账户、密码;server.port默认8080,sentinel.dashboard.auth.username默认sentinel,sentinel.dashboard.auth.password默认sentinel。

        比如我这里放到D盘的Jar文件夹,启动时换成2500端口,命令如下:

java -Dserver.port=25000 -jar  D:\Jar\sentinel-dashboard-1.8.2.jar

        启动之后访问:http://localhost:25000/,账户密码都是sentinel,第一次启动后界面是空白的,因为还没有进行相关微服务项目的整合。

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第1张图片

三、微服务整合sentinel

         SpringCloudGateWay项目参考:SpringCloudGateway--自动路由映射与手动路由映射_雨欲语的博客-CSDN博客,源码下载地址:

GitHub - dengyifanlittle/littledyf-test: my-test

        添加依赖:

        
        
            com.alibaba.cloud
            spring-cloud-starter-alibaba-sentinel
            2020.0.RC1
        

        添加配置文件:

spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
      # 服务监控端口
      dashboard: localhost:25000
      # 默认 8719,如果8719被占用了会自动从 8719 开始依次 +1 扫描,直至找到未被占用的端口
      port: 8719

四、限流

        启动项目,访问:http://localhost:9999/service/nacos/test,这时再刷新sentinel界面,里面便有数据了

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第2张图片

        流控规则页面新增:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第3张图片

        资源名:指需要进行流控的资源名称。例如,如果我们需要对某个 API 接口进行流控,那么这个 API 接口的地址就是这个规则的资源名。

        针对来源:指需要进行流控的请求来源,可以是单个 IP 地址、应用程序、用户等。例如,我们可以为某个 IP 地址创建一个流控规则,或者为某个应用程序创建一个流控规则,填写微服务名,默认 default(不区分来源)。

         阈值类型/单位阈值:指流控的阈值类型和具体的阈值。阈值类型可以是并发线程数、QPS(每秒请求数)等,具体的阈值则取决于阈值类型。例如,如果阈值类型为并发线程数,那么阈值可以是 100,表示最多只能有 100 个并发线程在访问这个资源

        是否集群:指这个流控规则是否应用于整个集群,如果是,则表示该规则将应用于整个集群范围内的所有实例。如果不是,则表示规则只应用于当前实例。

        流控模式:指当超过阈值时,Sentinel 会采取的流控策略。有三种模式,分别为直接流控模式、关联流控模式、链路流控模式。

        ①直接流控模式:当资源超过阈值时,直接拒绝请求。这是一种比较常见的流控模式,适用于对请求处理能力要求比较高的场景,如秒杀系统。

        ②关联流控模式:当资源超过阈值时,拒绝请求的同时,还会对关联的资源进行流控。这种流控模式适用于有些资源的请求频率较低,但是对资源的请求能力有较大的影响的场景,如数据库或者缓存。

        ③链路流控模式:当资源超过阈值时,不仅会对当前请求进行流控,还会对整个请求链路上的资源进行流控。这种流控模式适用于分布式系统中的场景,例如微服务架构下的请求链路。

        流控效果:指当流控规则触发时,Sentinel 采取的具体流控效果。

        ①快速失败:在快速失败的流控效果下,当请求被拒绝后,Sentinel会立即返回错误信息,告诉请求方请求被拒绝。这种流控效果适用于对响应时间要求比较高的场景,例如秒杀系统或高并发的API接口。

        ②Warm Up:在Warm Up的流控效果下,当系统初次启动或资源被重新分配时,Sentinel会允许一部分请求通过,以减缓流控策略的限制,等待系统稳定后再进行全面的流控。这种流控效果适用于需要短时间内承受高流量的场景,例如系统升级或重启。

        ③排队等待:在排队等待的流控效果下,当请求被拒绝后,Sentinel会将请求放入等待队列中,等待资源可用后再进行处理。这种流控效果适用于对响应时间要求不是很高的场景,例如消息队列或后台任务。

1、流控模式

①直接

        新增流控规则,流控模式选择直接模式,阈值类型QPS,单机阈值1:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第4张图片

        使用jemeter进行测试,线程数量、现成启动时间、运行次数分别设置为1、1、4:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第5张图片

        可以看到有一个成功,三个失败,且失败信息是sentinel默认:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第6张图片

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第7张图片

        删除原有规则,新增流控规则,流控模式选直接,阈值类型选择并发线程数,单机阈值设置为2,微服务中只启动一个service即可,并修改其中代码:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第8张图片

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * @Author dengyifan
 * @create 2023/11/1 17:02
 * @description
 */

@RestController
@RequestMapping("/nacos")
public class NacosTestController {

    @GetMapping("/test")
    public String test() throws InterruptedException {

        Thread.sleep(2000);
        return "8088";
    }
}

         并发线程数表示1秒内访问该API接口的线程数,当排队的线程数达到设定的阈值的时候就会进行限流操作,这种通常是出现在访问接口响应很慢的时候,因此代码里面主动休眠2秒模拟。jmeter模拟测试时线程数设置为10,其余为1:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第9张图片

        可以看到返回结果中成功两次,其余8次失败,并返回sentinel默认错误信息:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第10张图片

        如果将sentinel的流控规则删除,则全部成功:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第11张图片

②关联

        新增流控规则,流控模式选择关联,阈值类型选择QPS,单机阈值设置为2,关联资源填写另外的访问接口:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第12张图片

        在我们的微服务中新增两个接口:

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * @Author dengyifan
 * @create 2023/11/1 17:02
 * @description
 */

@RestController
@RequestMapping("/nacos")
public class NacosTestController {


    @GetMapping("/test-one")
    public String testOne() {

        return "8088-one";
    }


    @GetMapping("/test-two")
    public String testTwo() {

        return "8088-two";
    }
}

        在jmeter中线程组设置为1、1、10:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第13张图片

        设置两个http请求,分别设置为test-one和test-two:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第14张图片

        启动测试,可以发现模拟test-one的接口两个成功,8个失败,模拟test-two的接口10个全部成功,因为设置了关联模式,并且test-one关联了test-two接口,当test-two接口的访问超过2的时候,就会让test-one的处于失败状态。这种:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第15张图片

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第16张图片

③链路

        对于链路模式,比如A路径会访问到资源C,B路径也会访问到资源C,此时配置链路模式,入口资源设置为A,当访问A达到一定限制就会触发限流,B没有配置,则不会触发。

        配置文件增加:

sentinel.web-context-unify=false

        在gateway项目中新建Controller和Service:

import com.littledyf.service.SentinelTestService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * @Author dengyifan
 * @create 2023/11/9 10:41
 * @description
 */
@RestController
@RequestMapping("/test")
public class SentinelTestController {

    @Autowired
    private SentinelTestService sentinelTestService;

    @GetMapping("/test-sentinel")
    public String testSentinel() {
        return sentinelTestService.testSentinel();
    }
}
import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import org.springframework.stereotype.Service;

/**
 * @Author dengyifan
 * @create 2023/11/9 10:42
 * @description
 */
@Service
public class SentinelTestService {
    @SentinelResource("sentinel")
    public String testSentinel() {
        return "test sentinel";
    }
}

        其中@SentinelResource("sentinel")是手动设置资源名,sentinel只会扫描controller层的资源,service通过注解设置。

        新增链路流控:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第17张图片

        jmeter添加测试:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第18张图片

        启动测试查看结果可发现4次里面3次失败:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第19张图片

2、流控效果

①快速失败

        之前流控模式都是使用快速失败,即直接失败,抛出异常。

②Warm Up

        warm up是指预热,比如一些秒杀环节,之前系统流量不高,当秒杀开启突然升高,这个时候开启预热模式,让通过的流量缓慢增加,能够达到设定阈值为止,这样能够很好的保护系统。

        其中会有一个默认1的coldFactor,该值为3,请求QPS从threshold/3开始,经过设置的预热时间后达到设定的阈值,比如我们现在进行以下设置:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第20张图片

        即刚开始有5/3个,后面经过3秒后达到设定的阈值5。

        jmeter设置:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第21张图片

        启动后可以看到前几秒都有失败的,经过3秒后,就稳定达到5个成功:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第22张图片

③排队等待

        排队等待即让请求均匀通过,其实跟漏桶算法是对应的,选择排队等待,必须要将类型设置为QPS,否则是无效的:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第23张图片

        jmeter设置:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第24张图片

        效果:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第25张图片

五、熔断降级

        新增熔断规则界面:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第26张图片

资源名:指需要进行流控的资源名称。例如,如果我们需要对某个 API 接口进行流控,那么这个 API 接口的地址就是这个规则的资源名。

熔断策略:表示触发熔断的条件

①慢调用比例

②异常比例

③异常数

最大RT:当资源的响应时间超过设定的阈值,则统计计数

比例阈值:表示触发熔断的比例阈值,当某个熔断策略的比例超过该阈值,触发熔断

熔断时长:表示触发熔断后,保持熔断状态的时间,一般是为了避免熔断状态过早结束,导致系统负载过高

最小请求数:表述触发熔断的最小请求数,当某个资源的请求数不足该值时,不触发熔断

统计时长:表示熔断策略统计的时间范围,例如最近10秒内的统计数据

1、慢调用比例

        为了模拟慢调用,在接口中进行1000毫秒的休眠达到响应慢的作用:


import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * @Author dengyifan
 * @create 2023/11/1 17:02
 * @description
 */

@RestController
@RequestMapping("/nacos")
public class NacosTestController {

    @GetMapping("/test")
    public String test() throws InterruptedException {
        Thread.sleep(1000);
        return "8088";
    }
}

        熔断设置:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第27张图片

        jmeter设置:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第28张图片

        结果:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第29张图片

        刚运行完之后,在5秒内继续运行,可以看到结果都是失败状态,都被熔断处理了。 

2、异常比例

        代码修改成会出现异常的情况:

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * @Author dengyifan
 * @create 2023/11/1 17:02
 * @description
 */

@RestController
@RequestMapping("/nacos")
public class NacosTestController {

    @GetMapping("/test")
    public String test() throws Exception {
        String s = null;
        if (s.equals("1")){
            return "1";
        }
        return "8088";
    }
}

        新增熔断规则,熔断策略选择异常比例:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第30张图片

        jmeter设置不变,其中前5个都会抛出空指针异常,后面5个是直接熔断:

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第31张图片

SpringCloudGateway--Sentinel限流、熔断降级_第32张图片

3、异常数

        熔断策略选择异常数跟异常比例类似,只是异常比例变为异常数了而已

        sentinel还可以配置热点规则以及系统自适应限流。热点规则就类似于微博热搜一样,有时候突然一个热点访问量大,这时候可以进行限流设置,很多时候热点都会进行相应的缓存,比如加上一级缓存、二级缓存等,这些实际就是为了保护系统而进行的设置。

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