Spring Cloud Alibaba:Sentinel实现熔断与限流

Spring Cloud Alibaba:Sentinel实现熔断与限流

Lewis
2022-02-22 / 0 评论 / 19 阅读 / 正在检测是否收录...
Spring Cloud Alibaba 致力于提供微服务开发的一站式解决方案,Sentinel 作为其核心组件之一,具有熔断与限流等一系列服务保护功能,本文将对其用法进行详细介绍。

Sentinel简介

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 以流量为切入点,从 流量控制熔断降级系统负载保护 等多个维度保护服务的稳定性。
Sentinel具有如下特性:

  • 丰富的应用场景:承接了阿里巴巴近 10 年的双十一大促流量的核心场景,例如秒杀,可以实时熔断下游不可用应用;
  • 完备的实时监控:同时提供实时的监控功能。可以在控制台中看到接入应用的单台机器秒级数据,甚至 500 台以下规模的集群的汇总运行情况;
  • 广泛的开源生态:提供开箱即用的与其它开源框架/库的整合模块,例如与 Spring Cloud、Dubbo、gRPC 的整合;
  • 完善的 SPI 扩展点:提供简单易用、完善的 SPI 扩展点。您可以通过实现扩展点,快速的定制逻辑。

    创建sentinel-service模块

    这里我们创建一个sentinel-service模块,用于演示Sentinel的熔断与限流功能。
  • 在pom.xml中添加相关依赖,这里我们使用Nacos作为注册中心,所以需要同时添加Nacos的依赖:

    <dependency>
      <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
    </dependency>
  • 在application.yml中添加相关配置,主要是配置了Nacos和Sentinel控制台的地址

    server:
    port: 8401
    spring:
    application:
      name: sentinel-service
    cloud:
      nacos:
        discovery:
          server-addr: localhost:8848 #配置Nacos地址
      sentinel:
        transport:
          dashboard: localhost:8080 #配置sentinel dashboard地址
          port: 8719
    service-url:
    user-service: http://nacos-user-service
    management:
    endpoints:
      web:
        exposure:
          include: '*'

    限流功能

    Sentinel Starter 默认为所有的 HTTP 服务提供了限流埋点,我们也可以通过使用 @SentinelResource 来自定义一些限流行为。
    创建RateLimitController类
    用于测试熔断和限流功能。
    @RestController
    @RequestMapping("/rateLimit")
    public class RateLimitController {
    
      /**
       * 按资源名称限流,需要指定限流处理逻辑
       */
      @GetMapping("/byResource")
      @SentinelResource(value = "byResource",blockHandler = "handleException")
      public CommonResult byResource() {
          return new CommonResult("按资源名称限流", 200);
      }
    
      /**
       * 按URL限流,有默认的限流处理逻辑
       */
      @GetMapping("/byUrl")
      @SentinelResource(value = "byUrl",blockHandler = "handleException")
      public CommonResult byUrl() {
          return new CommonResult("按url限流", 200);
      }
    
      public CommonResult handleException(BlockException exception){
          return new CommonResult(exception.getClass().getCanonicalName(),200);
      }
    
    }

    根据资源名称限流

    我们可以根据@SentinelResource注解中定义的value(资源名称)来进行限流操作,但是需要指定限流处理逻辑。
  • 流控规则可以在Sentinel控制台进行配置,由于我们使用了Nacos注册中心,我们先启动Nacos和sentinel-service;
  • 由于Sentinel采用的懒加载规则,需要我们先访问下接口,Sentinel控制台中才会有对应服务信息,我们先访问下该接口:http://localhost:8401/rateLimit/byResource
  • 在Sentinel控制台配置流控规则,根据@SentinelResource注解的value值:
    kzxvutlk.png
  • 快速访问上面的接口,可以发现返回了自己定义的限流处理信息:
    kzxvv5st.png

    根据URL限流

    我们还可以通过访问的URL来限流,会返回默认的限流处理信息。
  • 在Sentinel控制台配置流控规则,使用访问的URL:
    kzxvxsul.png
  • 多次访问该接口,会返回默认的限流处理结果:http://localhost:8401/rateLimit/byUrl
    kzxvy6jr.png

    自定义限流处理逻辑

    我们可以自定义通用的限流处理逻辑,然后在@SentinelResource中指定。
  • 创建CustomBlockHandler类用于自定义限流处理逻辑:

    public class CustomBlockHandler {
      public CommonResult handleException(BlockException exception){
          return new CommonResult("自定义限流信息",200);
      }
    }
  • 在RateLimitController中使用自定义限流处理逻辑:

    @RestController
    @RequestMapping("/rateLimit")
    public class RateLimitController {
    
      /**
       * 自定义通用的限流处理逻辑
       */
      @GetMapping("/customBlockHandler")
      @SentinelResource(value = "customBlockHandler", blockHandler = "handleException",blockHandlerClass = CustomBlockHandler.class)
      public CommonResult blockHandler() {
          return new CommonResult("限流成功", 200);
      }
    
    }

熔断功能

Sentinel 支持对服务间调用进行保护,对故障应用进行熔断操作,这里我们使用RestTemplate来调用nacos-user-service服务所提供的接口来演示下该功能。
  • 首先我们需要使用@SentinelRestTemplate来包装下RestTemplate实例:

    @Configuration
    public class RibbonConfig {
    
      @Bean
      @SentinelRestTemplate
      public RestTemplate restTemplate(){
          return new RestTemplate();
      }
    }
  • 添加CircleBreakerController类,定义对nacos-user-service提供接口的调用:

    @RestController
    @RequestMapping("/breaker")
    public class CircleBreakerController {
    
      private Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(CircleBreakerController.class);
      @Autowired
      private RestTemplate restTemplate;
      @Value("${service-url.user-service}")
      private String userServiceUrl;
    
      @RequestMapping("/fallback/{id}")
      @SentinelResource(value = "fallback",fallback = "handleFallback")
      public CommonResult fallback(@PathVariable Long id) {
          return restTemplate.getForObject(userServiceUrl + "/user/{1}", CommonResult.class, id);
      }
    
      @RequestMapping("/fallbackException/{id}")
      @SentinelResource(value = "fallbackException",fallback = "handleFallback2", exceptionsToIgnore = {NullPointerException.class})
      public CommonResult fallbackException(@PathVariable Long id) {
          if (id == 1) {
              throw new IndexOutOfBoundsException();
          } else if (id == 2) {
              throw new NullPointerException();
          }
          return restTemplate.getForObject(userServiceUrl + "/user/{1}", CommonResult.class, id);
      }
    
      public CommonResult handleFallback(Long id) {
          User defaultUser = new User(-1L, "defaultUser", "123456");
          return new CommonResult<>(defaultUser,"服务降级返回",200);
      }
    
      public CommonResult handleFallback2(@PathVariable Long id, Throwable e) {
          LOGGER.error("handleFallback2 id:{},throwable class:{}", id, e.getClass());
          User defaultUser = new User(-2L, "defaultUser2", "123456");
          return new CommonResult<>(defaultUser,"服务降级返回",200);
      }
    }
  • 启动nacos-user-service和sentinel-service服务:
  • 由于我们并没有在nacos-user-service中定义id为4的用户,所有访问如下接口会返回服务降级结果:http://localhost:8401/breaker/fallback/4

    {
      "data": {
          "id": -1,
          "username": "defaultUser",
          "password": "123456"
      },
      "message": "服务降级返回",
      "code": 200
    }
  • 由于我们使用了exceptionsToIgnore参数忽略了NullPointerException,所以我们访问接口报空指针时不会发生服务降级:http://localhost:8401/breaker/fallbackException/2
    kzxw31z3.png

与Feign结合使用

Sentinel也适配了Feign组件,我们使用Feign来进行服务间调用时,也可以使用它来进行熔断。
  • 首先我们需要在pom.xml中添加Feign相关依赖:

    <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
    </dependency>
  • 在application.yml中打开Sentinel对Feign的支持:

    feign:
    sentinel:
      enabled: true #打开sentinel对feign的支持
  • 在应用启动类上添加@EnableFeignClients启动Feign的功能;
  • 创建一个UserService接口,用于定义对nacos-user-service服务的调用:

    @FeignClient(value = "nacos-user-service",fallback = UserFallbackService.class)
    public interface UserService {
      @PostMapping("/user/create")
      CommonResult create(@RequestBody User user);
    
      @GetMapping("/user/{id}")
      CommonResult<User> getUser(@PathVariable Long id);
    
      @GetMapping("/user/getByUsername")
      CommonResult<User> getByUsername(@RequestParam String username);
    
      @PostMapping("/user/update")
      CommonResult update(@RequestBody User user);
    
      @PostMapping("/user/delete/{id}")
      CommonResult delete(@PathVariable Long id);
    }
  • 创建UserFallbackService类实现UserService接口,用于处理服务降级逻辑:

    @Component
    public class UserFallbackService implements UserService {
      @Override
      public CommonResult create(User user) {
          User defaultUser = new User(-1L, "defaultUser", "123456");
          return new CommonResult<>(defaultUser,"服务降级返回",200);
      }
    
      @Override
      public CommonResult<User> getUser(Long id) {
          User defaultUser = new User(-1L, "defaultUser", "123456");
          return new CommonResult<>(defaultUser,"服务降级返回",200);
      }
    
      @Override
      public CommonResult<User> getByUsername(String username) {
          User defaultUser = new User(-1L, "defaultUser", "123456");
          return new CommonResult<>(defaultUser,"服务降级返回",200);
      }
    
      @Override
      public CommonResult update(User user) {
          return new CommonResult("调用失败,服务被降级",500);
      }
    
      @Override
      public CommonResult delete(Long id) {
          return new CommonResult("调用失败,服务被降级",500);
      }
    }
  • 在UserFeignController中使用UserService通过Feign调用nacos-user-service服务中的接口:

    @RestController
    @RequestMapping("/user")
    public class UserFeignController {
      @Autowired
      private UserService userService;
    
      @GetMapping("/{id}")
      public CommonResult getUser(@PathVariable Long id) {
          return userService.getUser(id);
      }
    
      @GetMapping("/getByUsername")
      public CommonResult getByUsername(@RequestParam String username) {
          return userService.getByUsername(username);
      }
    
      @PostMapping("/create")
      public CommonResult create(@RequestBody User user) {
          return userService.create(user);
      }
    
      @PostMapping("/update")
      public CommonResult update(@RequestBody User user) {
          return userService.update(user);
      }
    
      @PostMapping("/delete/{id}")
      public CommonResult delete(@PathVariable Long id) {
          return userService.delete(id);
      }
    }
  • 调用如下接口会发生服务降级,返回服务降级处理信息:http://localhost:8401/user/4

    {
      "data": {
          "id": -1,
          "username": "defaultUser",
          "password": "123456"
      },
      "message": "服务降级返回",
      "code": 200
    }

使用Nacos存储规则

默认情况下,当我们在Sentinel控制台中配置规则时,控制台推送规则方式是通过API将规则推送至客户端并直接更新到内存中。一旦我们重启应用,规则将消失。下面我们介绍下如何将配置规则进行持久化,以存储到Nacos为例。
原理示意图
kzxw7pjh.png
  • 首先我们直接在配置中心创建规则,配置中心将规则推送到客户端;
  • Sentinel控制台也从配置中心去获取配置信息。
    功能演示
  • 先在pom.xml中添加相关依赖:

    <dependency>
      <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
      <artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId>
    </dependency>
  • 修改application.yml配置文件,添加Nacos数据源配置:

    spring:
    cloud:
      sentinel:
        datasource:
          ds1:
            nacos:
              server-addr: localhost:8848
              dataId: ${spring.application.name}-sentinel
              groupId: DEFAULT_GROUP
              data-type: json
              rule-type: flow
  • 在Nacos中添加配置:
    kzxwb1im.png
  • 添加配置信息如下:

    [
      {
          "resource": "/rateLimit/byUrl",
          "limitApp": "default",
          "grade": 1,
          "count": 1,
          "strategy": 0,
          "controlBehavior": 0,
          "clusterMode": false
      }
    ]
  • 相关参数解释:
    resource:资源名称;
    limitApp:来源应用;
    grade:阈值类型,0表示线程数,1表示QPS;
    count:单机阈值;
    strategy:流控模式,0表示直接,1表示关联,2表示链路;
    controlBehavior:流控效果,0表示快速失败,1表示Warm Up,2表示排队等待;
    clusterMode:是否集群。
  • 发现Sentinel控制台已经有了如下限流规则:
    kzxwc273.png
  • 快速访问测试接口,可以发现返回了限流处理信息:
    kzxwccnk.png

使用到的模块

springcloud-learning
├── nacos-user-service -- 注册到nacos的提供User对象CRUD接口的服务
└── sentinel-service -- sentinel功能测试服务

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