详解sentinel：分布式系统的流量防卫兵
目錄
sentinel是什么
sentinel具有以下特征
豐富的應(yīng)用場景
完備的實時監(jiān)控
廣泛的開源生態(tài)
完善的SPI擴(kuò)展點(diǎn)
sentinel的主要特性
?下載安裝
控制臺
應(yīng)用接入
pom文件
application.yml
sentinel的功能
流控規(guī)則
直接-快速失敗
?默認(rèn)錯誤
?關(guān)聯(lián)-快速失敗
預(yù)熱-Warm Up
?排隊等待
降級規(guī)則
RT（平均響應(yīng)時間）
異常比例
異常數(shù)
熱點(diǎn)規(guī)則-熱點(diǎn)key限流
?自定義異常信息
?熱點(diǎn)規(guī)則?
參數(shù)例外項
系統(tǒng)規(guī)則（總控-所有的uri的控制）
自定義兜底方法（錯誤信息）
?@SentinelResource注解
ribbon、nacos、sentinel一起使用
異常忽略
?feign
sentinel、Hystrix、resilience4j的對比
持久化
sentinel是什么
隨著微服務(wù)的流行，服務(wù)和服務(wù)之間的穩(wěn)定性變得越來越重要。Sentinel以流量為切入點(diǎn)，從流量控制、熔斷降級、系統(tǒng)負(fù)載保護(hù)等多個維度保護(hù)服務(wù)的穩(wěn)定性。
其實sentinel就是histrix的阿里版本！有一套單獨(dú)的web管理界面，可以給我們進(jìn)行更加細(xì)粒度化的配置流控、速率控制、服務(wù)熔斷、服務(wù)降級等等。
sentinel具有以下特征
豐富的應(yīng)用場景
sentinel承接了阿里巴巴近10年的雙十一大促流量的核心場景，例如秒殺（即突發(fā)流量控制在系統(tǒng)容量可以承受的范圍）、消息削峰填谷、集群流量控制、實時熔斷下游不可用應(yīng)用等。
完備的實時監(jiān)控
sentinel同時提供實時的監(jiān)控功能。您可以在控制臺中看到接入應(yīng)用的單臺機(jī)器秒級數(shù)據(jù)，甚至500臺以下規(guī)模的集群的匯總運(yùn)行情況。
廣泛的開源生態(tài)
sentinel提供開箱即用的與其它開源框架/庫的整合模塊，例如與spring cloud、dubbo、gRPC的整合。您只需要引入相應(yīng)的依賴并進(jìn)行簡單的配置即可快速地接入sentinel。
完善的SPI擴(kuò)展點(diǎn)
sentinel提供簡單易用、完善的SPI擴(kuò)展接口。您可以通過實現(xiàn)擴(kuò)展接口來快速地定制邏輯。例如定制規(guī)則管理、適配動態(tài)數(shù)據(jù)源等。
sentinel的主要特性
?下載安裝
控制臺
sentinel分為兩個部分：
1.核心庫（java客戶端）不依賴任何框架/庫，能夠運(yùn)行于所有java運(yùn)行時環(huán)境，同時對dubbo/spring cloud等框架也有較好的支持。
2.?控制臺（dashboard）基于spring?boot開發(fā)，打包后可以直接運(yùn)行，不需要額外的tomcat等應(yīng)用容器。
sentinel使用的是8080端口！
啟動命令：java -jar sentinel-dashboard-1.7.0.jar
用戶名密碼：sentinel/sentinel
localhost:8080訪問（懶加載）
?
應(yīng)用接入
pom文件
<!--SpringCloud ailibaba nacos --> <dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId> </dependency> <!--SpringCloud ailibaba sentinel-datasource-nacos 后續(xù)做持久化用到--> <dependency><groupId>com.alibaba.csp</groupId><artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId> </dependency> <!--SpringCloud ailibaba sentinel --> <dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId> </dependency>application.yml
server:port: 8401spring:application:name: cloudalibaba-sentinel-servicecloud:nacos:discovery:server-addr: localhost:8848 #Nacos服務(wù)注冊中心地址sentinel:transport:dashboard: localhost:8080 #配置Sentinel dashboard地址port: 8719 #默認(rèn)8719端口，假如被占用會自動從8719開始依次+1掃描，直至找到未被占用的端口datasource:ds1:nacos:server-addr: localhost:8848dataId: cloudalibaba-sentinel-servicegroupId: DEFAULT_GROUPdata-type: jsonrule-type: flowmanagement:endpoints:web:exposure:include: '*'feign:sentinel:enabled: true # 激活Sentinel對Feign的支持sentinel的功能
流控規(guī)則
1.資源名：唯一名稱，默認(rèn)請求路徑。
2.針對來源：Sentinel可以針對調(diào)用者進(jìn)行限流，填寫微服務(wù)名，默認(rèn)default（不區(qū)分來源）。
3.閾值類型/單機(jī)閾值：
? ? QPS（每秒鐘的請求數(shù)量）：當(dāng)調(diào)用該api的QPS達(dá)到閾值的時候，進(jìn)行限流。
? ? 線程數(shù)：當(dāng)調(diào)用該api的線程數(shù)達(dá)到閾值的時候，進(jìn)行限流。
4.是否集群：不需要集群。
5.流控模式：
? ? 直接：api達(dá)到限流條件時，直接限流。
? ? 關(guān)聯(lián)：當(dāng)關(guān)聯(lián)的資源達(dá)到閾值時，就限流自己。（當(dāng)與A關(guān)聯(lián)的資源B達(dá)到閾值后，就限流A自己）
? ? 鏈路：只記錄指定鏈路上的流量（指定資源從入口資源進(jìn)來的流量，如果達(dá)到閾值，就進(jìn)行限流）【api級別的針對來源】
6.流控效果：
? ? 快速失敗：直接失敗，拋出異常。
? ? Warm?Up（預(yù)熱）：根據(jù)codeFactor（冷加載因子，默認(rèn)3）的值，從閾值/codeFactor，經(jīng)過預(yù)熱時長，才達(dá)到設(shè)置的QPS閾值。
? ? 排隊等待：勻速等待，讓請求以勻速的速度通過，閾值類型必須設(shè)置為QPS，否則無效。
直接-快速失敗
以下配置表示：1秒鐘內(nèi)只可以查詢一次，若超過次數(shù)1，就直接-快速失敗，報默認(rèn)錯誤。
?默認(rèn)錯誤
sentinel有自帶默認(rèn)的錯誤
源碼：com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.controller.DefaultController
直接：快速失敗（默認(rèn)的流控處理）。
?關(guān)聯(lián)-快速失敗
以下配置表示：當(dāng)關(guān)聯(lián)資源/testB的qps閾值超過1時，就限流/testA的Rest訪問地址，當(dāng)關(guān)聯(lián)資源到閾值后限制配置好的資源名。
預(yù)熱-Warm Up
Warm Up（RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_WARM_UP）方式，即預(yù)熱/冷啟動方式。當(dāng)系統(tǒng)長期處于低水位的情況下，當(dāng)流量突然增加時，直接把系統(tǒng)拉升到高水位可能瞬間把系統(tǒng)壓垮。通過“冷啟動”，讓通過的流量緩慢增加，在一定時間內(nèi)逐漸增加到閾值上限，給冷系統(tǒng)一個預(yù)熱的時間，避免冷系統(tǒng)被壓垮。
通常冷啟動的過程系統(tǒng)允許通過的QPS曲線如下圖所示：
?Warm Up配置
默認(rèn)coldFactor為3，即請求QPS從（threshold /?3）開始，經(jīng)多少預(yù)熱時長才逐漸升至設(shè)定的QPS閾值。
案例：閾值為10+預(yù)熱時長設(shè)置5秒。
系統(tǒng)初始化的閾值為10 / 3約等于3，即閾值剛開始為3；然后過了5秒后閾值才慢慢升高恢復(fù)到10。
?排隊等待
勻速排隊，讓請求以均勻的速度通過，閾值類型必須設(shè)成QPS，否則無效。
設(shè)置含義：/testA每秒1次請求，超過的話就排隊等待，等待的超時時間為20000毫秒。
?勻速排隊（RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_RATE_LIMITER）方式會嚴(yán)格控制請求通過的間隔時間，也即是讓請求以均勻的速度通過，對應(yīng)的是漏桶算法。
該方式的作用如下圖所示：
?這種方式主要用于處理間隔性突發(fā)的流量，例如消息隊列。想象一下這樣的場景，在某一秒有大量的請求到來，而接下來的幾秒則處于空閑狀態(tài)，我們希望系統(tǒng)能夠在接下來的空閑期間逐漸處理這些請求，而不是在第一秒直接拒絕多余的請求。
降級規(guī)則
?
RT（平均響應(yīng)時間，秒級）：
? ? 平均響應(yīng)時間?超出閾值?且?在時間窗口內(nèi)通過的請求>=5，兩個條件同時滿足后觸發(fā)降級。
? ? 窗口期過后關(guān)閉斷路器。
? ? RT最大4900（更大的需要通過-Dcsp.sentinel.statistic.max.rt=xxxx才能生效）
異常比例（秒級）：
? ? QPS>=5且異常比例（秒級統(tǒng)計）超過閾值時，觸發(fā)降級；時間窗口結(jié)束后，關(guān)閉降級。
異常數(shù)（分鐘級）：
? ? 異常數(shù)（分鐘統(tǒng)計）超過閾值時，觸發(fā)降級；時間窗口結(jié)束后，關(guān)閉降級。
?? ?Sentinel熔斷降級會在調(diào)用鏈路中某個資源出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)時（例如調(diào)用超時或異常比例升高），對這個資源的調(diào)用進(jìn)行限制，讓請求快速失敗，避免影響到其它的資源而導(dǎo)致級聯(lián)錯誤。
?? ?當(dāng)資源被降級后，在接下來的降級時間窗口之內(nèi)，對該資源的調(diào)用都自動熔斷（默認(rèn)行為是拋出DegradeException）。
?? ?Sentinel是沒有半開狀態(tài)的！半開狀態(tài)系統(tǒng)自動去檢測是否請求有異常，沒有異常就關(guān)閉斷路器恢復(fù)使用，有異常則繼續(xù)打開斷路器不可用。具體可以參考Hystrix。
RT（平均響應(yīng)時間）
?
?
?
?按照上述配置，永遠(yuǎn)一秒鐘打進(jìn)來10個線程（大于5個了）調(diào)用testD，我們希望200毫秒處理完本次任務(wù)，如果超過200毫秒還沒處理完，在未來1秒鐘的時間窗口內(nèi)，斷路器打開（保險絲跳閘）微服務(wù)不可用，保險絲跳閘斷電了。
后續(xù)我們停止jmeter，沒有這么大的訪問量了，斷路器關(guān)閉（保險絲恢復(fù)），微服務(wù)繼續(xù)使用。
異常比例
異常比例（DEGRADA_GRADE_EXCEPTION_RATIO）：當(dāng)資源的每秒請求量>=5，并且每秒異常總數(shù)占通過量的比值超過閾值（DegradeRule中的count）之后，資源進(jìn)入降級狀態(tài)，即在接下來的時間窗口（DeradeRule中的timeWindow，以s為單位）之內(nèi)，對這個方法的調(diào)用都會自動地返回。異常比率的閾值范圍是[0.0, 1.0]，代表0% - 100%。
?
?
?
?按照上述配置，單獨(dú)訪問一次，必然會報錯一次（int age = 10/0），調(diào)用一次報錯一次。
開啟jmeter后，直接高并發(fā)發(fā)送請求，后臺持續(xù)報錯，斷路器開啟，微服務(wù)不可用了。
異常數(shù)
異常數(shù)（DEGRADE_GRADE_EXCEPTION_COUNT）：當(dāng)資源近1分鐘的異常數(shù)目超過閾值之后會進(jìn)行熔斷。注意由于統(tǒng)計時間窗口是分鐘級別的，若timeWindow小于60s，則結(jié)束熔斷狀態(tài)后仍可能再進(jìn)入熔斷狀態(tài)。
時間窗口一定要大于等于60秒。
?
?
?http://localhost:8080/testE，第一次訪問報錯，我們看到error窗口，但是達(dá)到5次報錯后，進(jìn)入熔斷后降級。
熱點(diǎn)規(guī)則-熱點(diǎn)key限流
源碼：com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException
?自定義異常信息
?熱點(diǎn)規(guī)則
?方法testHotKey里面的第一個參數(shù)（參數(shù)索引設(shè)置為0）主要QPS超過每秒1次，馬上降級處理，會調(diào)用deal_testHotKey。
也就是說：
訪問http://localhost:8080/testHotKey?p1=abc? 熱點(diǎn)規(guī)則生效
訪問http://localhost:8080/testHotKey?p1=abc&p2=123? 熱點(diǎn)規(guī)則生效
訪問http://localhost:8080/testHotKey?p2=abc? 熱點(diǎn)規(guī)則不生效
參數(shù)例外項
?
?
場景：
1.普通場景：超過1秒鐘一個后，達(dá)到閾值1后馬上限流。
2.特例：我們希望p1參數(shù)當(dāng)它是某個特殊值時，它的限流值和平時不一樣（加入當(dāng)p1的值等于5時，它的閾值可以達(dá)到200）。
方法中報錯，該報異常報異常，它只處理自己的異常：
?@SentinelResource處理的是Sentinel控制臺配置的違規(guī)情況，有blockHandler方法配置的兜底處理。
RuntimeException：int age = 10/0，這個是java運(yùn)行時報出的運(yùn)行時異常，@SentinelResource不管。
總結(jié)：@SentinelResource主管配置出錯，運(yùn)行出錯走正常的異常處理邏輯。
系統(tǒng)規(guī)則（總控-所有的uri的控制）
?系統(tǒng)保護(hù)規(guī)則是從應(yīng)用級別的入口流量進(jìn)行控制，從單臺及其的load、CPU使用率、平均RT、入口QPS和并發(fā)線程數(shù)等幾個維度監(jiān)控應(yīng)用指標(biāo)，讓系統(tǒng)盡可能跑在最大吞吐量的同時保證系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性。
系統(tǒng)保護(hù)規(guī)則是應(yīng)用整體維度的，而不是資源維度的，并且僅對入口流量生效。入口流量指的是進(jìn)入應(yīng)用的流量（EntryType.IN），比如Web服務(wù)或Dubbo服務(wù)端接收的請求，都屬于入口流量。
系統(tǒng)規(guī)則支持以下的模式：
· Load自適應(yīng)（僅對Linux/Unix-like機(jī)器生效）：系統(tǒng)的load1作為啟發(fā)指標(biāo)，進(jìn)行自適應(yīng)系統(tǒng)保護(hù)。當(dāng)系統(tǒng)load1超過設(shè)定的啟發(fā)值，且系統(tǒng)當(dāng)前的并發(fā)線程數(shù)超過估算的系統(tǒng)容量時才會觸發(fā)系統(tǒng)保護(hù)（BBR階段）。系統(tǒng)容量由系統(tǒng)的maxQps * minRt估算得出。設(shè)定參考值一般是CPU cores * 2.5。
· CPU usage（1.5.0+版本）：當(dāng)系統(tǒng)CPU使用率超過閾值即觸發(fā)系統(tǒng)保護(hù)（取值范圍0.0 - 1.0），比較靈敏。
· 平均RT：當(dāng)單臺機(jī)器上所有入口流量的平均RT達(dá)到閾值即觸發(fā)系統(tǒng)保護(hù)，單位是毫秒。
· 并發(fā)線程數(shù)：當(dāng)單臺機(jī)器上所有入口流量的并發(fā)線程數(shù)達(dá)到閾值即觸發(fā)系統(tǒng)保護(hù)。
· 入口QPS：當(dāng)單臺機(jī)器上所有入口流量的QPS達(dá)到閾值即觸發(fā)系統(tǒng)保護(hù)。
自定義兜底方法（錯誤信息）
@GetMapping("/rateLimit/customerBlockHandler") @SentinelResource(value = "customerBlockHandler",blockHandlerClass = CustomerBlockHandler.class,blockHandler = "handlerException2") public CommonResult customerBlockHandler() {return new CommonResult(200,"按客戶自定義",new Payment(2020L,"serial003")); }public class CustomerBlockHandler {public static CommonResult handlerException(BlockException exception){return new CommonResult(4444,"按客戶自定義,global handlerException----1");}public static CommonResult handlerException2(BlockException exception){return new CommonResult(4444,"按客戶自定義,global handlerException----2");} }?@SentinelResource注解
注意：注解方式埋點(diǎn)不支持private方法。
?@SentinelResource用于定義資源，并提供可選的異常處理和fallback配置項。?@SentinelResource注解包含以下屬性：
· value：資源名稱、必需項（不能為空）。
· entryType：entry類型，可選項（默認(rèn)為EntryType.OUT）。
· blockHandler / blockHandlerClass：blockHandler對應(yīng)處理BlockException的函數(shù)名稱，可選項。blockHandler函數(shù)訪問范圍需要是public，返回類型需要與原方法相匹配，參數(shù)類型需要和原方法相匹配并且最后加一個額外的參數(shù)，類型為BlockException。blockHandler函數(shù)默認(rèn)需要和原方法在同一個類中。若希望使用其他類的函數(shù)，則可以指定blockHandlerClass為對應(yīng)的類的Class對象，注意對應(yīng)的函數(shù)必需為static函數(shù)，否則無法解析。
· fallback：fallback函數(shù)名稱，可選項，用于在拋出異常的時候提供fallback處理邏輯。fallback函數(shù)可以針對所有類型的異常（除了exceptionToIgnore里面排除掉的異常類型）進(jìn)行處理。fallback函數(shù)簽名和位置要求：
① 返回值類型必須與原函數(shù)返回值類型一致。
② 方法參數(shù)列表需要和原函數(shù)一致，或者可以額外多一個Throwable類型的參數(shù)用于接收對應(yīng)的異常。
③ 方法參數(shù)列表需要和原方法在同一個類中。若希望使用其他類的函數(shù)，則可以指定fallbackClass為對應(yīng)的類的Class對象，注意對應(yīng)的函數(shù)必需為static函數(shù)，否則無法解析。
· defaultFallback（since1.6.0）：默認(rèn)的fallback函數(shù)名稱，可選項，通常用于通用的fallback邏輯（即可以用于很多服務(wù)或方法）。默認(rèn)fallback函數(shù)可以針對所有類型的異常（除了exceptionsToIgnore里面排除掉的異常類型）進(jìn)行處理。若同時配置了fallback和defaultFallback，則只有fallback會生效。defaultFallback函數(shù)簽名要求：
① 返回值類型必須與原函數(shù)返回值類型一致。
② 方法參數(shù)列表需要為空，或者可以額外多一個Throwable類型的參數(shù)用于接收對應(yīng)的異常。
ribbon、nacos、sentinel一起使用
@RequestMapping("/consumer/fallback/{id}") //@SentinelResource(value = "fallback") //沒有配置 //@SentinelResource(value = "fallback",fallback = "handlerFallback") //fallback只負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)異常 //@SentinelResource(value = "fallback",blockHandler = "blockHandler") //blockHandler只負(fù)責(zé)sentinel控制臺配置違規(guī) //若blockHandler和fallback都進(jìn)行了配置，則被限流降級而拋出BlockException時只會進(jìn)入blockHandler處理邏輯。 @SentinelResource(value = "fallback",fallback = "handlerFallback",blockHandler = "blockHandler",exceptionsToIgnore = {IllegalArgumentException.class}) public CommonResult<Payment> fallback(@PathVariable Long id) {CommonResult<Payment> result = restTemplate.getForObject(SERVICE_URL + "/paymentSQL/"+id,CommonResult.class,id);if (id == 4) {throw new IllegalArgumentException ("IllegalArgumentException,非法參數(shù)異常....");}else if (result.getData() == null) {throw new NullPointerException ("NullPointerException,該ID沒有對應(yīng)記錄,空指針異常");}return result; } //本例是fallback public CommonResult handlerFallback(@PathVariable Long id,Throwable e) {Payment payment = new Payment(id,"null");return new CommonResult<>(444,"兜底異常handlerFallback,exception內(nèi)容 "+e.getMessage(),payment); } //本例是blockHandler public CommonResult blockHandler(@PathVariable Long id,BlockException blockException) {Payment payment = new Payment(id,"null");return new CommonResult<>(445,"blockHandler-sentinel限流,無此流水: blockException "+blockException.getMessage(),payment); }異常忽略
?feign
@FeignClient(value = "nacos-payment-provider",fallback = PaymentFallbackService.class) public interface PaymentService {@GetMapping(value = "/paymentSQL/{id}")public CommonResult<Payment> paymentSQL(@PathVariable("id") Long id); }@Component public class PaymentFallbackService implements PaymentService {@Overridepublic CommonResult<Payment> paymentSQL(Long id){return new CommonResult<>(44444,"服務(wù)降級返回,---PaymentFallbackService",new Payment(id,"errorSerial"));} }@GetMapping(value = "/consumer/paymentSQL/{id}") public CommonResult<Payment> paymentSQL(@PathVariable("id") Long id) {return paymentService.paymentSQL(id); } # 激活Sentinel對Feign的支持 feign:sentinel:enabled: truesentinel、Hystrix、resilience4j的對比
| sentinel | Hystrix | resilience4j | |
| 隔離策略 | 信號量隔離（并發(fā)線程數(shù)限流） | 線程池隔離/信號量隔離 | 信號量隔離 |
| 熔斷降級策略 | 基于響應(yīng)時間、異常比率、異常數(shù) | 基于異常比率 | 基于異常比率、響應(yīng)時間 |
| 實時統(tǒng)計實現(xiàn) | 滑動窗口（LeapArray） | 滑動窗口（基于RxJava） | Ring Bit Buffer |
| 動態(tài)規(guī)則配置 | 支持多種數(shù)據(jù)源 | 支持多種數(shù)據(jù)源 | 有限支持 |
| 擴(kuò)展性 | 多個擴(kuò)展點(diǎn) | 插件的形式 | 接口的形式 |
| 基于注解的支持 | 支持 | 支持 | 支持 |
| 限流 | 基于QPS，支持基于調(diào)用關(guān)系的限流 | 有限的支持 | Rate Limiter |
持久化
服務(wù)重啟后，sentinel在管理端的配置就會重置，所以需要持久化。
使用nacos做sentinel的持久化
<!--SpringCloud ailibaba sentinel-datasource-nacos 后續(xù)做持久化用到--> <dependency><groupId>com.alibaba.csp</groupId><artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId> </dependency> spring:application:name: cloudalibaba-sentinel-servicecloud:nacos:discovery:server-addr: localhost:8848 #Nacos服務(wù)注冊中心地址sentinel:transport:dashboard: localhost:8080 #配置Sentinel dashboard地址port: 8719datasource:ds1:nacos:server-addr: localhost:8848dataId: cloudalibaba-sentinel-servicegroupId: DEFAULT_GROUPdata-type: jsonrule-type: flow?
resource：資源名稱。
limitApp：來源應(yīng)用。
grade：閾值類型，0表示線程數(shù)，1表示QPS。
count：單機(jī)閾值。
strategy：流控模式，0表示直接，1表示關(guān)聯(lián)，2表示鏈路。
controlBehavior：流控效果，0表示快速失敗，1表示W(wǎng)arm Up，2表示排隊等待。
clusterMode：是否集群。
?
?
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的详解sentinel：分布式系统的流量防卫兵的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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