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Sentinel 是啥？

分布式系統(tǒng)的流量防衛(wèi)兵

引用一下之前我畫的圖：

流量防衛(wèi)兵 它具備了哪些能力？

Sentinel 的生態(tài)環(huán)境

隨著 Alibaba 的 Java 生態(tài)建設(shè)，包括 Spring Cloud Alibaba，Rocket，Nacos等多項(xiàng)開源技術(shù)的貢獻(xiàn)，目前Sentinel 對(duì)分布式的各種應(yīng)用場景都有了良好的支持和適配，這也是為什么我們選擇 Sentinel 學(xué)習(xí)的原因之一（學(xué)習(xí)成本低，應(yīng)用場景多）

Sentinel 核心概念

1、資源

資源 是 Sentinel 中的核心概念之一。最常用的資源是我們代碼中的 Java 方法,一段代碼，或者一個(gè)接口。

Java方法:

@SentinelResource("HelloWorld")
public void helloWorld() {
    // 資源中的邏輯
    System.out.println("hello world");
}

一段代碼：

        // 1.5.0 版本開始可以直接利用 try-with-resources 特性，自動(dòng) exit entry
try (Entry entry = SphU.entry("HelloWorld")) {
            // 被保護(hù)的邏輯
            System.out.println("hello world");
 } catch (BlockException ex) {
            // 處理被流控的邏輯
     System.out.println("blocked!");
 }

一個(gè)接口：

@RestController
public class TestController {
    @GetMapping("/test")
    public String test(){
        return "test";
    }
}

配合控制臺(tái)使用：

2、規(guī)則

Sentinel 中的規(guī)則 提供給用戶，針對(duì)不同的場景而制定不同的保護(hù)動(dòng)作，規(guī)則的類型包括：

流量控制規(guī)則
熔斷降級(jí)規(guī)則
系統(tǒng)保護(hù)規(guī)則
來源訪問控制規(guī)則
熱點(diǎn)參數(shù)規(guī)則

本文主要會(huì)講解 流量，熔斷 和系統(tǒng)保護(hù)這三個(gè)規(guī)則。

定義規(guī)則：

    private static void initFlowRules(){
        List<FlowRule> rules = new ArrayList<>();
        FlowRule rule = new FlowRule();
        //綁定資源
        rule.setResource("HelloWorld");
        //限流閾值類型
        rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        //數(shù)量級(jí)別
        rule.setCount(20);
        //添加到本地內(nèi)存
        rules.add(rule);
        FlowRuleManager.loadRules(rules);
    }

限流規(guī)則重要屬性說明：

Field	說明	默認(rèn)值
resource	資源名，資源名是限流規(guī)則的作用對(duì)象
count	限流閾值
grade	限流閾值類型，QPS 模式（1）或并發(fā)線程數(shù)模式（0）	QPS 模式
limitApp	流控針對(duì)的調(diào)用來源	`default`，代表不區(qū)分調(diào)用來源
strategy	調(diào)用關(guān)系限流策略：直接、鏈路、關(guān)聯(lián)	根據(jù)資源本身（直接）
controlBehavior	流控效果（直接拒絕/WarmUp/勻速+排隊(duì)等待），不支持按調(diào)用關(guān)系限流	直接拒絕
clusterMode	是否集群限流	否

Sentinel 限流

1、單機(jī)限流

1.1、引入依賴

在上一篇文章中，有提到過 RateLimiter 實(shí)現(xiàn)的單機(jī)限流，這里介紹一下，使用 Sentinel 實(shí)現(xiàn)的單機(jī)限流

//項(xiàng)目中引入 sentinel-core 依賴
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-core</artifactId>
    <version>1.8.1</version>
</dependency>

1.2、定義限流規(guī)則

定義保護(hù)規(guī)則:

    private static void initFlowRules(){
        List<FlowRule> rules = new ArrayList<>();
        FlowRule rule = new FlowRule();
        //綁定資源
        rule.setResource("HelloWorld");
        //限流閾值類型
        rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        //數(shù)量級(jí)別
        rule.setCount(20);
        //添加到本地內(nèi)存
        rules.add(rule);
        FlowRuleManager.loadRules(rules);
    }

1.3、定義限流資源

根據(jù)上面描述的 資源劃分，我們這里主要將 代碼塊 定義為資源。

public static void main(String[] args) {
    // 配置規(guī)則.
    initFlowRules();

    while (true) {
        // 1.5.0 版本開始可以直接利用 try-with-resources 特性，自動(dòng) exit entry
        try (Entry entry = SphU.entry("HelloWorld")) {
            // 被保護(hù)的邏輯
            System.out.println("hello world");
 } catch (BlockException ex) {
            // 處理被流控的邏輯
     System.out.println("blocked!");
 }
    }
}

1.4、運(yùn)行結(jié)果

Demo 運(yùn)行之后，我們可以在日志 ~/logs/csp/${appName}-metrics.log.xxx 里看到下面的輸出:

?  csp cat com-jaycekon-sentinel-demo-FlowRuleDemo-metrics.log.2021-07-03

|--timestamp-|------date time----|-resource-|p |block|s |e|rt
1625294582000|2021-07-03 14:43:02|HelloWorld|20|1720|20|0|2|0|0|0
1625294583000|2021-07-03 14:43:03|HelloWorld|20|5072|20|0|0|0|0|0
1625294584000|2021-07-03 14:43:04|HelloWorld|20|6925|20|0|0|0|0|0

p 代表通過的請求
block 代表被阻止的請求
s 代表成功執(zhí)行完成的請求個(gè)數(shù)
e 代表用戶自定義的異常
rt 代表平均響應(yīng)時(shí)長

Sentinel 的單機(jī)限流，和 RateLimiter 有什么區(qū)別呢？

Field	分布式環(huán)境下實(shí)現(xiàn)難度	空間復(fù)雜度	時(shí)間復(fù)雜度	限制突發(fā)流量	平滑限流
令牌桶	高	低O(1)	高O(N)	是	是
滑動(dòng)窗口	中	高O(N)	中O(N)	是	相對(duì)實(shí)現(xiàn)

附錄：《Sentinel - 滑動(dòng)窗口實(shí)現(xiàn)原理》

2、控制臺(tái)限流

2.1、客戶端接入控制臺(tái)

超詳細(xì)文檔，參考：《Sentinel - 控制臺(tái)》

Sentinel 提供一個(gè)輕量級(jí)的開源控制臺(tái)，它提供機(jī)器發(fā)現(xiàn)以及健康情況管理、監(jiān)控（單機(jī)和集群），規(guī)則管理和推送的功能。

下載Jar 包(21M)，或者下載源碼(4M) 后自行進(jìn)行編譯（不建議，編譯花的時(shí)間比直接下載jar包還要久）

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

編譯后，啟動(dòng)命令

java -Dserver.port=8000 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8000 -Dproject.name=sentinel-dashboard -jar sentinel-dashboard-1.8.1.jar

進(jìn)入控制臺(tái)

2.2、引入依賴

客戶端需要引入 Transport 模塊來與 Sentinel 控制臺(tái)進(jìn)行通信。您可以通過 pom.xml 引入 JAR 包

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-transport-simple-http</artifactId>
    <version>1.8.1</version>
</dependency>

//重要的依賴，還是提前先寫上吧，避免小伙伴找不到了
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-web-servlet</artifactId>
    <version>1.8.1</version>
</dependency>

然后?。。┝宋乙幌挛绲牡胤絹砹耍。≡诠俜轿臋n中，指出了需要引入對(duì)應(yīng)的依賴配置 , 好家伙，那么重要的話，你如此輕描淡寫，腦殼疼?。。。?/p>

對(duì)應(yīng)的適配依賴有

云原生微服務(wù)體系
Web 適配
RPC 適配
HTTP client 適配
Reactive 適配
Reactive 適配
Apache RocketMQ

好家伙，基本上所有業(yè)務(wù)場景都覆蓋到了！由于我的Demo 項(xiàng)目是基于 SpringBoot ，然后想看看云原生微服務(wù)體系下的視頻，好家伙，要用 SpringCloud , 想要了解的，可以參考: 《Spring-Cloud-Sentinel》

2.3、定義資源

@SpringBootApplication
@Configuration
@RestController
public class SpringBootSentinelApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringBootSentinelApplication.class, args);
    }

    @Bean
    public FilterRegistrationBean sentinelFilterRegistration() {
        FilterRegistrationBean<Filter> registration = new FilterRegistrationBean<>();
        registration.setFilter(new CommonFilter());
        registration.addUrlPatterns("/*");
        registration.setName("sentinelFilter");
        registration.setOrder(1);

        return registration;
    }
    
    @RequestMapping("/index")
    public String index(){
        return "hello index";
    }
    
}

在概述中，我們有提到過，需要被保護(hù)的資源，可以是 一個(gè)代碼塊，一個(gè)方法或者一個(gè)接口。這里通過 Filter 的方式，將所有請求都定義為資源（/*）, 那么我們在請求的過程就會(huì)變成這樣子：

2.4 運(yùn)行結(jié)果

添加啟動(dòng)參數(shù)

-Dserver.port=8088 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8080 -Dproject.name=jaycekon-sentinel

參數(shù)說明:

server.port : 服務(wù)啟動(dòng)端口
csp.sentinel.dashboard.server : 狀態(tài)上報(bào)機(jī)器ip:端口
project.name : 監(jiān)控項(xiàng)目名稱

運(yùn)行結(jié)果：

2.5 限流配置

流控效果

1、快速失?。褐苯邮?/section>
2、Warm Up：預(yù)熱模式，根據(jù)codeFactory的值（默認(rèn)3），從閾值/codeFactory，經(jīng)過預(yù)熱時(shí)長，才達(dá)到設(shè)置的QPS閾值。比如設(shè)置QPS為90，設(shè)置預(yù)熱為10秒，則最初的閾值為90/3=30，經(jīng)過10秒后才達(dá)到90。
3、排隊(duì)等待：比如設(shè)置閾值為10，超時(shí)時(shí)間為500毫秒，當(dāng)?shù)?1個(gè)請求到的時(shí)候，不會(huì)直接報(bào)錯(cuò)，而是等待500毫秒，如果之后閾值還是超過10，則才會(huì)被限流。

運(yùn)行結(jié)果：

3、集群限流

講了那么多，終于要到核心的 集群限流方案了，在秒殺系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們談到很多場景都是以單機(jī)作為具體案例進(jìn)行分析，如果我們的系統(tǒng)要擴(kuò)容，那么如何做好限流方案。假設(shè)集群中有 10 臺(tái)機(jī)器，我們給每臺(tái)機(jī)器設(shè)置單機(jī)限流閾值為10 QPS，理想情況下整個(gè)集群的限流閾值就為100 QPS。不過實(shí)際情況下流量到每臺(tái)機(jī)器可能會(huì)不均勻，會(huì)導(dǎo)致總量沒有到的情況下某些機(jī)器就開始限流。因此僅靠單機(jī)維度去限制的話會(huì)無法精確地限制總體流量。而集群流控可以精確地控制整個(gè)集群的調(diào)用總量，結(jié)合單機(jī)限流兜底，可以更好地發(fā)揮流量控制的效果。

介紹一下集群限流的核心角色：

Token Client：集群流控客戶端，用于向所屬 Token Server 通信請求 token。集群限流服務(wù)端會(huì)返回給客戶端結(jié)果，決定是否限流。
Token Server：即集群流控服務(wù)端，處理來自 Token Client 的請求，根據(jù)配置的集群規(guī)則判斷是否應(yīng)該發(fā)放 token（是否允許通過）。

在嵌入模式下的結(jié)構(gòu)圖：

在獨(dú)立模式下的結(jié)構(gòu)圖：

內(nèi)嵌模式，即發(fā)Token 的操作，有其中某一個(gè)實(shí)例完成，其他 Client 通過向 Server 請求，獲取訪問許可。

獨(dú)立模式，即作為獨(dú)立的 token server 進(jìn)程啟動(dòng)，獨(dú)立部署，隔離性好，但是需要額外的部署操作。

3.1、阿里云AHAS

在上述示例代碼中，使用了本地模式的 Demo, 在集群限流的場景，這里用一下阿里云提供的 AHAS 服務(wù)。

控制臺(tái)地址：https://ahas.console.aliyun.com/index?ns=default&region=public

引入依賴：

//sentinel ahas 依賴，包括了sentinel的使用依賴
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>ahas-sentinel-client</artifactId>
    <version>1.8.8</version>
</dependency>

這里有個(gè)要注意的點(diǎn)， AHAS 的依賴，包含了 Sentinel ，所需要使用到的依賴，包括 sentinel-core,sentinel-web-servlet和sentinel-transport-simple-http。

否則會(huì)出現(xiàn) Spi 異常 , 如果對(duì) Spi 不太了解，建議加群提問，嘿嘿～

com.alibaba.csp.sentinel.spi.SpiLoaderException

3.2、開啟阿里云AHAS 服務(wù)

這里有官方的開通文檔，我就不贅述了，文檔地址

在應(yīng)用防護(hù)這里找到 Lincense ,然后添加啟動(dòng)參數(shù)：

-Dserver.port=8092 -Dproject.name=jaycekon-sentinel -Dahas.license=d1e21b0c8f2e4d87b5ac460b118dc58d -Dcsp.sentinel.log.use.pid=true

由于我們要本地啟動(dòng)多實(shí)例，因此需要修改服務(wù)的多個(gè)端口：

java -Dserver.port=8090 -Dproject.name=jaycekon-sentinel -Dahas.license=d1e21b0c8f2e4d87b5ac460b118dc58d  -Dcsp.sentinel.log.use.pid=true -jar sentinel-ahas-0.0.1-SNAPSHOT.jar

java -Dserver.port=8091 -Dproject.name=jaycekon-sentinel -Dahas.license=d1e21b0c8f2e4d87b5ac460b118dc58d  -Dcsp.sentinel.log.use.pid=true -jar sentinel-ahas-0.0.1-SNAPSHOT.jar

java -Dserver.port=8092 -Dproject.name=jaycekon-sentinel -Dahas.license=d1e21b0c8f2e4d87b5ac460b118dc58d  -Dcsp.sentinel.log.use.pid=true -jar sentinel-ahas-0.0.1-SNAPSHOT.jar

產(chǎn)生訪問流量后，可以在大盤看到機(jī)器的鏈接狀態(tài)：

http://localhost:8092/index

3.3、集群流控規(guī)則配置

這里有個(gè)兩個(gè)概念：

集群閥值：指的是，我們集群總體能通過的訪問量，可能存在分配不均的情況（能避免單機(jī)誤限）。
退化單機(jī)：當(dāng) Token Server 訪問超時(shí)，即無法從遠(yuǎn)端獲取令牌時(shí)，回退到單機(jī)限流

測試限流, 只訪問 http://localhost:8092/index

通過手刷（手速過硬～），觸碰到限流的臨界值，然后整體限流跟我們預(yù)期一致。

退化單機(jī)

在集群流控這里，有個(gè) Token 請求超時(shí)時(shí)間，Client 請求 Server ，然后返回?cái)?shù)據(jù)結(jié)果。整個(gè)流程會(huì)有網(wǎng)絡(luò)請求的耗時(shí)，在上面的測試流程中，我將超時(shí)時(shí)間調(diào)大了，每次請求都能拿到Token，通過修改請求超時(shí)時(shí)間，觸發(fā)退化 單機(jī)限流 。

運(yùn)行結(jié)果：

3.4、Server 角色轉(zhuǎn)換

在內(nèi)嵌模式下，通過 HTTP API的方式，將角色轉(zhuǎn)換為 Server 或 client

http://<ip>:<port>/setClusterMode?mode=<xxx>

其中 mode 為 0 代表 client，1 代表 server，-1 代表關(guān)閉。注意應(yīng)用端需要引入集群限流客戶端或服務(wù)端的相應(yīng)依賴。

在獨(dú)立模式下，我們可以直接創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的 ClusterTokenServer 實(shí)例并在 main 函數(shù)中通過 start 方法啟動(dòng) Token Server。

Sentinel 熔斷

在秒殺系統(tǒng) 的案例中，一個(gè)完整的鏈路可能包含了 下訂單，支付 和物流對(duì)接等多個(gè)服務(wù)（實(shí)際上不止那么少）。在一個(gè)完整的鏈路中，各個(gè)系統(tǒng)通過 rpc/http的形式進(jìn)行交互，在下面的鏈路圖中，如果用戶選擇的支付方式，存在延時(shí)過高，服務(wù)不穩(wěn)定,或服務(wù)異常等情況，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鏈路沒辦法完成。最終的結(jié)果就是，用戶明明搶到了，但是沒辦法支付，導(dǎo)致訂單丟失。

現(xiàn)代微服務(wù)架構(gòu)都是分布式的，由非常多的服務(wù)組成。不同服務(wù)之間相互調(diào)用，組成復(fù)雜的調(diào)用鏈路。以上的問題在鏈路調(diào)用中會(huì)產(chǎn)生放大的效果。復(fù)雜鏈路上的某一環(huán)不穩(wěn)定，就可能會(huì)層層級(jí)聯(lián)，最終導(dǎo)致整個(gè)鏈路都不可用。因此我們需要對(duì)不穩(wěn)定的弱依賴服務(wù)調(diào)用進(jìn)行熔斷降級(jí)，暫時(shí)切斷不穩(wěn)定調(diào)用，避免局部不穩(wěn)定因素導(dǎo)致整體的雪崩。熔斷降級(jí)作為保護(hù)自身的手段，通常在客戶端（調(diào)用端）進(jìn)行配置。

1、熔斷降級(jí)

添加測試代碼

    @RequestMapping("/myError")
    public String error(){
        if (true){
            throw new RuntimeException("sentinel run error");
        }
        return "error";
    }

在 Sentinel-Dashboard中配置降級(jí)規(guī)則

![image-20210706005136317](/Users/huangweijie/Library/Application Support/typora-user-images/image-20210706005136317.png)

![image-20210706005159415](/Users/huangweijie/Library/Application Support/typora-user-images/image-20210706005159415.png)

降級(jí)保護(hù)效果：

用戶通過訪問接口 /myError , 出現(xiàn)一次異常后，在接下來的10秒 ，都會(huì)走降級(jí)策略，直接返回。能夠很好的保護(hù)服務(wù)端避免異常過多，占用機(jī)器資源。同時(shí)快速響應(yīng)用戶請求。

2、熔斷策略

Sentinel 提供以下幾種熔斷策略：

慢調(diào)用比例 (SLOW_REQUEST_RATIO)：選擇以慢調(diào)用比例作為閾值，需要設(shè)置允許的慢調(diào)用 RT（即最大的響應(yīng)時(shí)間），請求的響應(yīng)時(shí)間大于該值則統(tǒng)計(jì)為慢調(diào)用。當(dāng)單位統(tǒng)計(jì)時(shí)長（statIntervalMs）內(nèi)請求數(shù)目大于設(shè)置的最小請求數(shù)目，并且慢調(diào)用的比例大于閾值，則接下來的熔斷時(shí)長內(nèi)請求會(huì)自動(dòng)被熔斷。經(jīng)過熔斷時(shí)長后熔斷器會(huì)進(jìn)入探測恢復(fù)狀態(tài)（HALF-OPEN 狀態(tài)），若接下來的一個(gè)請求響應(yīng)時(shí)間小于設(shè)置的慢調(diào)用 RT 則結(jié)束熔斷，若大于設(shè)置的慢調(diào)用 RT 則會(huì)再次被熔斷。
異常比例 (ERROR_RATIO)：當(dāng)單位統(tǒng)計(jì)時(shí)長（statIntervalMs）內(nèi)請求數(shù)目大于設(shè)置的最小請求數(shù)目，并且異常的比例大于閾值，則接下來的熔斷時(shí)長內(nèi)請求會(huì)自動(dòng)被熔斷。經(jīng)過熔斷時(shí)長后熔斷器會(huì)進(jìn)入探測恢復(fù)狀態(tài)（HALF-OPEN 狀態(tài)），若接下來的一個(gè)請求成功完成（沒有錯(cuò)誤）則結(jié)束熔斷，否則會(huì)再次被熔斷。異常比率的閾值范圍是 [0.0, 1.0]，代表 0% - 100%。
異常數(shù) (ERROR_COUNT)：當(dāng)單位統(tǒng)計(jì)時(shí)長內(nèi)的異常數(shù)目超過閾值之后會(huì)自動(dòng)進(jìn)行熔斷。經(jīng)過熔斷時(shí)長后熔斷器會(huì)進(jìn)入探測恢復(fù)狀態(tài)（HALF-OPEN 狀態(tài)），若接下來的一個(gè)請求成功完成（沒有錯(cuò)誤）則結(jié)束熔斷，否則會(huì)再次被熔斷。

總結(jié)

本文主要詳細(xì)講解了一下如何通過 Sentinel 去實(shí)際接觸限流和熔斷，對(duì)于限流的底層實(shí)現(xiàn)，后續(xù)會(huì)有專門的源碼分析篇。對(duì)于熔斷，本文也沒有細(xì)說個(gè)究竟，下一篇文章會(huì)給大家?guī)恚蹟嗍鞘裁?，在系統(tǒng)中到底是怎么實(shí)際使用，以及常見的熔斷策略。

項(xiàng)目源碼地址：https://github.com/jaycekon/SpringBoot
歡迎 Star 和 Fork

點(diǎn)關(guān)注，不迷路

好了各位，以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，我后面會(huì)每周都更新幾篇高質(zhì)量的大廠面試和常用技術(shù)棧相關(guān)的文章。感謝大伙能看到這里，如果這個(gè)文章寫得還不錯(cuò)，求三連?。?！創(chuàng)作不易，感謝各位的支持和認(rèn)可，我們下篇文章見！

我是 九靈 ,有需要交流的童鞋可以加我wx，Jayce-K,關(guān)注公眾號(hào)：Java 補(bǔ)習(xí)課，掌握第一手資料！

如果本篇博客有任何錯(cuò)誤，請批評(píng)指教，不勝感激！

限流神器Sentinel，不了解一下嗎？

Sentinel 是啥？

Sentinel 的生態(tài)環(huán)境

Sentinel 核心概念

1、資源

2、規(guī)則

Sentinel 限流

1、單機(jī)限流

1.1、引入依賴

1.2、定義限流規(guī)則

1.3、定義限流資源

1.4、運(yùn)行結(jié)果

2、控制臺(tái)限流

2.1、客戶端接入控制臺(tái)

2.2、引入依賴

2.3、定義資源

2.4 運(yùn)行結(jié)果

2.5 限流配置

3、集群限流

3.1、阿里云AHAS

3.2、開啟阿里云AHAS 服務(wù)

3.3、集群流控規(guī)則配置

3.4、Server 角色轉(zhuǎn)換

Sentinel 熔斷

1、熔斷降級(jí)

2、熔斷策略

總結(jié)

點(diǎn)關(guān)注，不迷路

限流神器Sentinel，不了解一下嗎？

1、單機(jī)限流

1.1、引入依賴

1.2、定義限流規(guī)則

1.3、定義限流資源

1.4、運(yùn)行結(jié)果

2.1、客戶端接入控制臺(tái)

2.2、引入依賴

2.3、定義資源

3、集群限流

3.1、阿里云AHAS

3.3、集群流控規(guī)則配置

1、熔斷降級(jí)

點(diǎn)關(guān)注，不迷路