SpringCloud Alibaba (三)：Sentinel 流量控制组件

SpringCloud Alibaba (三)：Sentinel 流量控制组件

Sentinel 是什么

随着微服务的流行，服务和服务之间的稳定性变得越来越重要。Sentinel 是面向分布式服务架构的流量控制组件，主要以流量为切入点，从限流、流量整形、熔断降级、系统负载保护、热点防护等多个维度来帮助开发者保障微服务的稳定性。

Sentinel 基本概念

资源

资源是 Sentinel 的关键概念。它可以是 Java 应用程序中的任何内容，例如，由应用程序提供的服务，或由应用程序调用的其它应用提供的服务，甚至可以是一段代码。

只要通过 Sentinel API 定义的代码，就是资源，能够被 Sentinel 保护起来。大部分情况下，可以使用方法签名，URL，甚至服务名称作为资源名来标示资源。

规则

围绕资源的实时状态设定的规则，可以包括流量控制规则、熔断降级规则以及系统保护规则。所有规则可以动态实时调整。

规则的种类

Sentinel 的所有规则都可以在内存态中动态地查询及修改，修改之后立即生效。同时 Sentinel 也提供相关 API，供您来定制自己的规则策略。

Sentinel 支持以下几种规则：流量控制规则、熔断降级规则、系统保护规则、来源访问控制规则 和 热点参数规则。

流量控制规则 (FlowRule)

流量规则的定义0

重要属性：

Field	说明	默认值
resource	资源名，资源名是限流规则的作用对象
count	限流阈值
grade	限流阈值类型，QPS 或线程数模式	QPS 模式
limitApp	流控针对的调用来源	default，代表不区分调用来源
strategy	调用关系限流策略：直接、链路、关联	根据资源本身（直接）
controlBehavior	流控效果（直接拒绝 / 排队等待 / 慢启动模式），不支持按调用关系限流	直接拒绝

同一个资源可以同时有多个限流规则。

通过代码定义流量控制规则

理解上面规则的定义之后，我们可以通过调用 FlowRuleManager.loadRules() 方法来用硬编码的方式定义流量控制规则，比如：

private static void initFlowQpsRule() {
    List<FlowRule> rules = new ArrayList<>();
    FlowRule rule1 = new FlowRule();
    rule1.setResource(resource);
    // Set max qps to 20
    rule1.setCount(20);
    rule1.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
    rule1.setLimitApp("default");
    rules.add(rule1);
    FlowRuleManager.loadRules(rules);
}

更多详细内容可以参考 流量控制。

熔断降级规则 (DegradeRule)

熔断降级规则包含下面几个重要的属性：

Field	说明	默认值
resource	资源名，即限流规则的作用对象
count	阈值
grade	熔断策略，支持秒级 RT/秒级异常比例/分钟级异常数	秒级平均 RT
timeWindow	降级的时间，单位为 s

同一个资源可以同时有多个降级规则。

理解上面规则的定义之后，我们可以通过调用 DegradeRuleManager.loadRules() 方法来用硬编码的方式定义流量控制规则。

 private static void initDegradeRule() {
        List<DegradeRule> rules = new ArrayList<>();
        DegradeRule rule = new DegradeRule();
        rule.setResource(KEY);
        // set threshold rt, 10 ms
        rule.setCount(10);
        rule.setGrade(RuleConstant.DEGRADE_GRADE_RT);
        rule.setTimeWindow(10);
        rules.add(rule);
        DegradeRuleManager.loadRules(rules);
    }

更多详情可以参考 熔断降级。

系统保护规则 (SystemRule)

规则包含下面几个重要的属性：

Field	说明	默认值
highestSystemLoad	load1 阈值，参考值	-1 (不生效)
avgRt	所有入口流量的平均响应时间	-1 (不生效)
maxThread	入口流量的最大并发数	-1 (不生效)
qps	所有入口资源的 QPS	-1 (不生效)
highestCpuUsage	当前系统的 CPU 使用率（0.0-1.0）	-1 (不生效)

理解上面规则的定义之后，我们可以通过调用 SystemRuleManager.loadRules() 方法来用硬编码的方式定义流量控制规则。

private void initSystemProtectionRule() {
  List<SystemRule> rules = new ArrayList<>();
  SystemRule rule = new SystemRule();
  rule.setHighestSystemLoad(10);
  rules.add(rule);
  SystemRuleManager.loadRules(rules);
}

更多详情可以参考 系统自适应保护。

访问控制规则 (AuthorityRule)

很多时候，我们需要根据调用方来限制资源是否通过，这时候可以使用 Sentinel 的访问控制（黑白名单）的功能。黑白名单根据资源的请求来源（origin）限制资源是否通过，若配置白名单则只有请求来源位于白名单内时才可通过；若配置黑名单则请求来源位于黑名单时不通过，其余的请求通过。

授权规则，即黑白名单规则（AuthorityRule）非常简单，主要有以下配置项：

• resource：资源名，即限流规则的作用对象

• limitApp：对应的黑名单/白名单，不同 origin 用 , 分隔，如 appA,appB

• strategy：限制模式，AUTHORITY_WHITE 为白名单模式，AUTHORITY_BLACK 为黑名单模式，默认为白名单模式

更多详情可以参考 来源访问控制。

热点规则 (ParamFlowRule)

详情可以参考 热点参数限流。

Sentinel控制台

概述

Sentinel 提供一个轻量级的开源控制台，它提供机器发现以及健康情况管理、监控（单机和集群），规则管理和推送的功能。另外，鉴权在生产环境中也必不可少。这里，我们将会详细讲述如何通过简单的步骤就可以使用这些功能。

接下来，我们将会逐一介绍如何整合 Sentinel 核心库和 Dashboard，让它发挥最大的作用。同时我们也在阿里云上提供企业级的控制台：AHAS Sentinel 控制台，您只需要几个简单的步骤，就能最直观地看到控制台如何实现这些功能。

Sentinel 控制台包含如下功能:

• 查看机器列表以及健康情况：收集 Sentinel 客户端发送的心跳包，用于判断机器是否在线。

• 监控 (单机和集群聚合)：通过 Sentinel 客户端暴露的监控 API，定期拉取并且聚合应用监控信息，最终可以实现秒级的实时监控。

• 规则管理和推送：统一管理推送规则。

• 鉴权：生产环境中鉴权非常重要。这里每个开发者需要根据自己的实际情况进行定制。

更详细内容，访问 https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki

启动Sentinel控制台

1.在Sentinel的github上下载 sentinel-dashboard.jar

https://github.com/alibaba/Sentinel/releases

2.在sentinel-dashboard.jar所在文件夹运行cmd，在cmd里运行以下启动命令启动sentinel-dashboard

java -Dserver.port=8081 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8081 -Dproject.name=sentinel-dashboard -jar sentinel-dashboard-1.7.2.jar

3.访问 localhost:8081，进入Sentinel控制台，默认用户和密码都是 sentinel

SpringCloud Alibaba 整合 Sentinel

Sentinel 可以简单的分为 Sentinel 核心库和 Dashboard。核心库不依赖 Dashboard，但是结合 Dashboard 可以取得最好的效果。

我们说的资源，可以是任何东西，服务，服务里的方法，甚至是一段代码。使用 Sentinel 来进行资源保护，主要分为几个步骤:

1. 定义资源

2. 定义规则

3. 检验规则是否生效

先把可能需要保护的资源定义好，之后再配置规则。也可以理解为，只要有了资源，我们就可以在任何时候灵活地定义各种流量控制规则。在编码的时候，只需要考虑这个代码是否需要保护，如果需要保护，就将之定义为一个资源。

定义资源

1. 添加依赖

注意：在整合spring-cloud-starter-alibaba-sentinel和spring-cloud-starter-openfeign时，feign-core的版本要在10.1.0以上，即导入2.1.0.RELEASE或以上版本的openfeign，否则会报feign.RequestTemplate.path()Ljava/lang/String;异常，因为低版本openfeign的RequestTemplate类里没有path方法

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
    <version>2.1.0.RELEASE</version>
</dependency>

2.添加配置

server:
  port: 8080
​
spring:
  application:
    name: consumer-8080
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 192.168.11.132:8848
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8081 # 将服务注册到sentinel控制台
​
feign:
  sentinel:
    enabled: true #开启feign的sentinel支持
​
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: "*"

3.在controller需要保护的方法添加 @SentinelResource 注解，把方法定义为资源

@RestController
public class FeignController {
​
    @Autowired
    private EchoService echoService;

    @SentinelResource(value = "echo", blockHandler = "echoBlockHandler", blockHandlerClass = EchoServiceBlockHandler.class)
    @GetMapping("/feign/echo/{string}")
    public String echo(@PathVariable("string")String string){
        return echoService.echo(string);
    }
​
}

@SentinelResource 用于定义资源，并提供可选的异常处理和 fallback 配置项。 @SentinelResource 注解包含以下属性：

• value：资源名称，必需项（不能为空）

• entryType：entry 类型，可选项（默认为 EntryType.OUT）

• blockHandler / blockHandlerClass: blockHandler 对应处理 BlockException 的函数名称，可选项。blockHandler 函数访问范围需要是 public，返回类型需要与原方法相匹配，参数类型需要和原方法相匹配并且最后加一个额外的参数，类型为 BlockException。blockHandler 函数默认需要和原方法在同一个类中。若希望使用其他类的函数，则可以指定 blockHandlerClass 为对应的类的 Class 对象，注意对应的函数必需为 static 函数，否则无法解析。

• fallback：fallback 函数名称，可选项，用于在抛出异常的时候提供 fallback 处理逻辑。fallback 函数可以针对所有类型的异常（除了 exceptionsToIgnore里面排除掉的异常类型）进行处理。fallback 函数签名和位置要求：

  • 返回值类型必须与原函数返回值类型一致；

  • 方法参数列表需要和原函数一致，或者可以额外多一个 Throwable 类型的参数用于接收对应的异常。

  • fallback 函数默认需要和原方法在同一个类中。若希望使用其他类的函数，则可以指定 fallbackClass 为对应的类的 Class 对象，注意对应的函数必需为 static 函数，否则无法解析。

• defaultFallback（since 1.6.0）：默认的 fallback 函数名称，可选项，通常用于通用的 fallback 逻辑（即可以用于很多服务或方法）。默认 fallback 函数可以针对所以类型的异常（除了 exceptionsToIgnore 里面排除掉的异常类型）进行处理。若同时配置了 fallback 和 defaultFallback，则只有 fallback 会生效。defaultFallback 函数签名要求：

  • 返回值类型必须与原函数返回值类型一致。

  • 方法参数列表需要为空，或者可以额外多一个 Throwable 类型的参数用于接收对应的异常。

  • defaultFallback 函数默认需要和原方法在同一个类中。若希望使用其他类的函数，则可以指定 fallbackClass 为对应的类的 Class 对象，注意对应的函数必需为 static 函数，否则无法解析。

• exceptionsToIgnore（since 1.6.0）：用于指定哪些异常被排除掉，不会计入异常统计中，也不会进入 fallback 逻辑中，而是会原样抛出。

blockHandler 和 fallback区别：

blockHandler 函数会在原方法被限流/降级/系统保护的时候调用，而 fallback 函数会针对所有类型的异常。

如果一个资源同时对 blockHandler 和 fallback 都进行了配置，除了流量控制规则触发时抛出的 BlockException 会进入 blockHandler 处理逻辑，其他规则触发时都会进入fallback处理逻辑

4.创建EchoServiceBlockHandler类，建立blockHandler 处理逻辑

public class EchoServiceBlockHandler {
​
    private final static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(EchoServiceBlockHandler.class);
​
    public static String echoBlockHandler(String string, BlockException e){
        logger.error("error: "+e);
        return "方法请求降级中";
    }
​
}

在应用程序里定义规则

1.在启动类中定义规则，并加入容器中

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
@EnableFeignClients
public class Consumer8080 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Consumer8080.class, args);
    }
​
    @Bean
    public SentinelResourceAspect sentinelResourceAspect(){
        return new SentinelResourceAspect();
    }
​
    //流量控制规则
    @Bean
    public static void initFlowRule(){
        List<FlowRule> rules = new ArrayList<FlowRule>();
        FlowRule flowRule = new FlowRule();
        flowRule.setResource("echo"); //设置资源名，即流量控制规则的作用对象
        flowRule.setCount(2); //设置限流阈值，此为QPS，即每秒最高访问量
        flowRule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS); //限流阈值类型，QPS或线程数
        rules.add(flowRule);
        FlowRuleManager.loadRules(rules);
    }
​
}

2.访问测试

访问 http://localhost:8080/feign/echo/hi ，快速刷新，触发流量控制规则，调用降级逻辑

在Sentinel控制台定义规则

在Sentinel控制台上我们可以简单、灵活地管理规则以及推送规则，但是要注意的是，在Sentinel控制台上定义的规则是不会被持久化的，仅在内存中生存，当你重启应用时，在Sentinel控制台上定义的规则将会丢失（应用程序里定义的规则在sentinel控制台上删除，应用重启后会重新生效）

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