Spring Cloud Alibaba：Sentinel实现熔断与限流
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Lewis

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JAVA开发

Spring Cloud Alibaba：Sentinel实现熔断与限流

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2022-02-22 / 0 评论 / 113 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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