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微服务架构 | 5.2 基于 Sentinel 的服务限流及熔断

微服务架构 | 5.2 基于 Sentinel 的服务限流及熔断

作者: 多氯环己烷 | 来源:发表于2022-01-30 13:23 被阅读0次

    前言

    参考资料
    《Spring Microservices in Action》
    《Spring Cloud Alibaba 微服务原理与实战》
    《B站 尚硅谷 SpringCloud 框架开发教程 周阳》
    《Sentinel GitHub 官网》
    《Sentinel 官网》

    Sentinel 是面向分布式服务架构的轻量级流量控制组件,主要以流量为切入点,从限流、流量整形、服务降级、系统负载保护等多个维度来帮助我们保障微服务的稳定性;


    1. Sentinel 基础知识

    1.1 Sentinel 的特性

    • 丰富的应用场景:几乎涵盖所有的应用场景,例如秒杀(即突发流量控制在系统容量可以承受的范围)、消息削峰填谷、集群流量控制等;
    • 实时监控:开发者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台以下规模的集群汇总运行情况;
    • 开源生态支持:Sentine提供开箱即用的与其他开源框架/库的整合,例如与Spring Cloud、Dubbo、gRPC的整合;
    • SPI 扩展点支持:提供了 SPI 扩展点支持,开发者可以通过扩展点来定制化限流规则,动态数据源适配等需求;
    Sentinel 的特性.png Sentinel 的开源生态.png

    1.2 Sentinel 的组成

    • 分两部分:
      • 核心库(Java 客户端):不依赖任何框架/库,能够运行于所有 Java 运行时环境,同时对 Dubbo、Spring Cloud 等框架也有较好的支持;
      • 控制台(Dashboard):亦称 Sentinel 服务器。基于 Spring Boot 开发,打包后可以直接运行,不需要额外的 Tomcat 等应用容器;

    1.3 Sentinel 控制台上的 9 个功能

    功能 说明
    实时监控 实时监控每个资源名(接口、请求路径)的通过 QPS、拒绝 QPS 和响应时间;
    簇点链路 通过树状视图和列表视图展示接口调用的关系以及通过 QPS、拒绝 QPS、并发数、平均 RT、分钟通过和拒绝等信息;
    流控规则 又称:流量控制(flow control)。其原理是监控应用流量的 QPS 或并发线程数等指标,当达到指定的阈值时对流量进行控制,以避免被瞬时的流量高峰冲垮,从而保障应用的高可用性;
    熔断规则 对不稳定的弱依赖服务调用进行熔断降级,暂时切断不稳定调用,避免局部不稳定因素导致整体的雪崩;
    热点规则 又称:热点参数限流规则。热点即经常访问的数据。很多时候我们希望统计某个热点数据中访问频次最高的 Top K 数据,并对其访问进行限制;
    系统规则 系统保护规则是从应用级别的入口流量进行控制,从单台机器的 load、CPU 使用率、平均 RT、入口 QPS 和并发线程数等几个维度监控应用指标,让系统尽可能跑在最大吞吐量的同时保证系统整体的稳定性;
    授权规则 根据调用来源来判断该次请求是否允许放行;
    集群流控 集群流控可以解决流量不均匀导致总体限流效果不佳的问题;
    机器列表 收集 Sentinel 客户端发送的心跳包,用于判断机器是否在线;
    Sentinel 控制台上的 9 个功能.png

    1.4 Sentinel 工作原理

    • Sentinel 的核心分为三部分:工作流程、数据结构和限流算法;


      Sentinel 工作原理.png
    • 调用链路是 Sentinel 的工作主流程,由各个 Slot 插槽组成,将不同的 Slot 按照顺序串在一起(责任链模式),从而将不同的功能(限流、降级、系统保护)组合在一起;

    • Sentinel 中各个 Slot 承担了不同的职责,如:LogSlot 负责记录日志、StatisticSlot 负责统计指标数据、FlowSlot 负责限流等。这是一种职责分离的设计,每个模块更聚焦于实现某个功能;

    • 在 Sentinel 中,所有的资源都对应一个资源名称(resourceName),每次访问该资源都会创建一个 Entry 对象,在创建 Entry 的同时,会创建一系列功能槽(Slot Chain),这些槽会组成一个责任链,每个槽负责不同的职责;

    Slot 插槽 说明
    NodeSelectorSlot 负责收集资源的调用路径,以树状结构存储调用栈,用于根据调用路径来限流降级;
    ClusterBuilderSlot 负责创建以资源名维度统计的 ClusterNode ,以及创建每个 ClusterNode 下按调用来源 origin 划分的 StatisticNode;
    LogSlot 在出现限流、熔断、系统保护时负责记录日志;
    AuthoritySlot 权限控制,支持黑名单和白名单两种策略;
    SystemSlot 控制总的入口流量,限制条件依次是总 QPS、总线程数、RT 阈值、操作系统当前 load1、操作系统当前 CPU 利用率;
    FlowSlot 根据限流规则和各个Node中的统计数据进行限流判断;
    DegradeSlot 根据熔断规则和各个Node中的统计数据进行服务降级;
    StatisticSlot 统计不同维度的请求数、通过数、限流数、线程数等 runtime 信息,这些数据存储在 DefaultNode、OriginNode 和 ClusterNode 中;

    1.5 Sentinel 源码分析

    2. 安装并运行 Sentinel 控制台

    Sentinel 与 Nacos 类似,有两种安装方式:使用已经编译好的安装包和源码部署;由于要对 Sentinel 源码进行分析,这里推荐源码部署;
    这里选择的版本是 1.8.3;

    2.1 安装包安装 Sentinel 控制台

    2.1.1 下载 Sentinel

    从官网下载 Sentinel.png

    2.1.2 使用命令启动 Sentinel 控制台

    • 运行前要满足两个条件:有 java8 环境、8080 端口不能被占用;
      • win10 解决端口占用用以下三个命令即可(用管理员打开 cmd):
      • 查看所有端口:netstat -ano 或者指定查看 8080 端口占用情况 netstat -aon|findstr 8080
      • 根据进程查找应用程序:tasklist|findstr {上面查到的进程 PID}
      • 关闭进程:taskkill /f /t /im {上面查到的应用程序}
    • 到下载的 jar 包下启动 cmd 窗口,运行下面命令:
    • java -jar sentinel-dashboard-1.8.3.jar
    • 如果不想杀掉 8080 程序可以之地端口号运行:java -Dserver.port=7777 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:7777 -jar sentinel-dashboard-1.8.3.jar
      • -Dserver.port:指定 Sentinel 控制台的访问端口,默认是 8080;
      • -Dcsp.sentinel.dashboard.server:指定 Sentinel Dashboard 控制台的 IP 地址和端口,这里进行设置的目的是把自己的限流数据暴露到监控平台;
      • -Dproject.name:设置项目名称;
    打开 cmd 命令窗口.png 启动 Sentinel.png

    2.1.3 访问 Sentinel 控制台

    • 发送请求:http://localhost:8080
    • 1.6.0 版本后引入登录功能,默认登录账号密码均为 sentinel
    成功启动 sentinel.png

    2.2 源码部署 Sentinel 控制台

    2.2.1 拉取源码

    拉取 Sentinel 源码.png

    2.2.2 启动 Sentinel 控制台

    • mvn install 将项目安装到本地;
    • 接着找到 sentinel-dashboard 模块下的主程序类 DashboardApplication 运行即可;
    • *为了防止端口占用,这里笔者将 Sentinel 控制台的端口号改为了 28080;

    3. Spring Cloud Nacos 集成 Sentinel

    3.1 引入 pom.xml 依赖文件

    <!-- Sentinel 核心包 -->
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
    </dependency>
    

    3.2 修改 bootstrap.yml 配置文件

    spring:
      application:
        name: nacos-config-client #必须,构成 Nacos 配置管理 Data ID 字段的一部分
      cloud:
        nacos:
          discovery:
            server-addr: localhost:8848 #Nacos 服务注册中心地址
          config:
            server-addr: localhost:8848 #Nacos 作为配置中心地址
            file-extension: yaml #指定 yaml 格式的配置
        #以下新增
        sentinel:
          transport:
            dashboard: localhost:28080  #配置Sentinel dashboard地址
            port: 8719  #默认8719端口,假如被占用会自动从8719开始依次+1扫描,直至找到未被占用的端口
    

    3.3 编写业务类

    • 编写个接口测试用;
    • 基于 Sentinel 控制台的流控规则不需要添加任何资源埋点;
    • 在默认情况下 Sentinel Starter 会对所有 HTTP 请求进行限流;
    @RestController
    public class ConfigClientController {
        @GetMapping("/easytest")
        public String testMothod(){
            return "test";
        }
    }
    
    • 这时启动程序,访问 Sentinel 控制台,并不能看到效果。由于 Sentinel 使用的是懒加载机制,需要进行一次接口调用才能看到监控效果界面:
    监控效果界面.png

    3.4 基于 Sentinel 控制台添加容灾规则

    • 手动配置容灾规则请见本篇《5. 手动配置流控规则》;

    3.4.1 流控规则页面说明

    下图表示 1 秒钟内查询 1 次就是 OK,若超过次数 1,就直接-快速失败,报默认错误;

    流控规则控制页面.png
    • 资源名 resource:唯一名称,默认请求路径;
    • 针对来源 limitApp:Sentinel 可以针对调用者进行限流,填写微服务名,默认 default(不区分来源);
    • 阈值类型 grade、单机阈值 count
      • QPS grade值1(每秒钟的请求数量):当调用该 API 的 QPS 达到阈值的时候,进行限流;
      • 线程数 grade值0:当调用该 API 的线程数达到阈值的时候,进行限流;
    • 是否集群 clusterMode:不需要集群;
    • 流控模式
      • 直接:API 达到限流条件时,直接限流;
      • 关联 strategy:当关联的资源 B 达到阈值时,就限流自己 A(这里需要手速快或使用 Postman 模拟高并发);
      • 链路:只记录指定链路上的流量(指定资源从入口资源进来的流量,如果达到阈值,就进行限流)(API 级别的针对来源);
    • 流控效果 controlBehavior
      • 快速失败 RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT:直接失败,抛异常 Blocked by Sentinel (flow limiting)
      • Warm Up(预热) RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_WARM_UP:根据 codeFactor(冷加载因子,默认3)的值,阈值除以 codeFactor 得到预热时长。经过预热时长,才达到设置的 QPS 阈值。
        • 用于秒杀系统在开启的瞬间,刚开始不行,后续慢慢OK;
      • 排队等待 RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_RATE_LIMITER:匀速排队,让请求以匀速的速度通过(漏桶算法),阈值类型必须设置为 QPS,否则无效;
        • 用于处理间隔性突发的流量;

    3.4.2 熔断规则页面说明

    下图表示当我们的请求响应超过 1000ms ,并且该统计的请求比例超过 50% 时(统计的请求数量需要大于 5),触发熔断;
    经过熔断时长 5s 后进入探测恢复状态,若下一个请求响应时间小于 1000ms,则熔断结束;反之再次熔断;

    熔断规则控制界面.png
    • 资源名 resource:唯一名称,默认请求路径;
    • 熔断策略 grade
      • 慢调用比例 (SLOW_REQUEST_RATIO):请求的响应时间大于 RT 统计为慢调用。当单位统计时长(statIntervalMs)内请求数目大于设置的最小请求数,并且慢调用的比例大于阈值,则接下来的熔断时长内请求会自动被熔断。经过熔断时长后熔断器会进入探测恢复状态(HALF-OPEN 状态),若接下来的一个请求响应时间小于设置的慢调用 RT 则结束熔断,若大于设置的慢调用 RT 则会再次被熔断;
      • 异常比例 (ERROR_RATIO):当单位统计时长(statIntervalMs)内请求数目大于设置的最小请求数目,并且异常的比例大于阈值,则接下来的熔断时长内请求会自动被熔断。经过熔断时长后熔断器会进入探测恢复状态(HALF-OPEN 状态),若接下来的一个请求成功完成(没有错误)则结束熔断,否则会再次被熔断。异常比率的阈值范围是 [0.0, 1.0],代表 0% - 100%;
      • 异常数 (ERROR_COUNT):当单位统计时长内的异常数目超过阈值之后会自动进行熔断。经过熔断时长后熔断器会进入探测恢复状态(HALF-OPEN 状态),若接下来的一个请求成功完成(没有错误)则结束熔断,否则会再次被熔断;
    • 最大 RT、比例阈值 count:慢调用比例模式下为慢调用临界 RT(超出该值计为慢调用);异常比例和异常数模式下为对应的阈值;
    • 慢调用比例阈值 slowRatioThreshold:仅慢调用比例模式有效(1.8.0 引入);
    • 熔断时长 timeWindow:单位为 s;
    • 最小请求数 minRequestAmount:请求数小于该值时即使异常比率超出阈值也不会熔断(1.7.0 引入);
    • 统计时长 statIntervalMs:如 60*1000 代表分钟级(1.8.0 引入);

    3.4.3 热点规则页面说明

    • 常用于:统计某个热点数据中访问频次最高的 Top K 数据,并对其访问进行限制;
    • 热点参数限流可以看做是一种特殊的流量控制,仅对包含热点参数的资源调用生效;
    • Sentinel 利用 LRU 策略统计最近最常访问的热点参数,结合令牌桶算法来进行参数级别的流控。热点参数限流支持集群模式;

    1. 简单示例

    • 编写业务类
    • @SentinelResource 的用法详情请见本篇第 4 点;
    @GetMapping("/testHotKey")
    @SentinelResource(value = "testHotKey",blockHandler = "dealHandlerTestHotKey")
    public String testHotKey(@RequestParam(value = "p1",required = false) String p1,
                             @RequestParam(value = "p2",required = false) String p2){
        return "testHotKey";
    }
    public String dealHandlerTestHotKey(String p1, String p2, BlockException exception) {
        return "dealHandler_testHotKey";
    }
    
    • 在 Sentinel 控制台上配置规则

    下图表示第一个参数(索引为0)有值的话(对应上述代码的 p1),1 秒的 QPS 为 1,超过就限流,限流后调用 dealHandler_testHotKey 支持方法;

    热点规则控制界面.png
    • 资源名 resource:唯一名称,默认请求路径;

    • 限流模式 grade:限流模式只支持 QPS 模式;

    • 参数索引 paramIdx:必填,对应 SphU.entry(xxx, args) 中的参数索引位置;

    • 单机阈值 count:限流阈值,必填;

    • 统计窗口时长 durationInSec:单位为秒,1.6.0 版本开始支持;

    • 是否集群 clusterMode:是否是集群参数流控规则;

    • 集群流控相关配置 clusterConfig

    • 参数例外项 paramFlowItemList:可以针对指定的参数值单独设置限流阈值,不受前面 count 阈值的限制。仅支持基本类型和字符串类型;

    • 流控效果 controlBehavior:流控效果(支持快速失败和匀速排队模式),1.6.0 版本开始支持;

    • 测试访问

      • http://localhost:18082/testHotKey?p1=22:触发限流;
      • http://localhost:18082/testHotKey?p1=22&p2=33:触发限流;
      • http://localhost:18082/testHotKey?p2=33:不触发限流;

    2. 参数例外项配置

    当 p1 的值等于 5 时,它的阈值可以达到 200;

    热点规则控制界面-参数例外配置.png
    • 注意点击“添加”;
    • 热点参数必须是基本类型或者 String;

    3.4.4 系统规则页面说明

    • 系统保护规则是从应用级别的入口流量进行控制,从单台机器的 load、CPU 使用率、平均 RT、入口 QPS 和并发线程数等几个维度监控应用指标,让系统尽可能跑在最大吞吐量的同时保证系统整体的稳定性;
    系统规则控制界面.png
    • load1 表示系统的负载;
    • 系统规则支持一下五种模式:
      • Load 自适应(仅对 Linux/Unix-like 机器生效):系统的 load1 作为启发指标,进行自适应系统保护。当系统 load1 超过设定的启发值,且系统当前的并发线程数超过估算的系统容量时才会触发系统保护(BBR 阶段)。系统容量由系统的 maxQps * minRt 估算得出。设定参考值一般是 CPU cores * 2.5
      • CPU usage(1.5.0+ 版本):当系统 CPU 使用率超过阈值即触发系统保护(取值范围 0.0-1.0),比较灵敏;
      • 平均 RT:当单台机器上所有入口流量的平均 RT 达到阈值即触发系统保护,单位是毫秒;
      • 并发线程数:当单台机器上所有入口流量的并发线程数达到阈值即触发系统保护;
      • 入口 QPS:当单台机器上所有入口流量的 QPS 达到阈值即触发系统保护;

    3.4.5 授权规则页面说明

    • 根据调用来源来判断该次请求是否允许放行;
    授权规则控制界面.png
    • 资源名 resource:资源名,即限流规则的作用对象;
    • 流控应用 limitApp:对应的黑名单/白名单,不同 origin 用 , 分隔,如 appA,appB;
    • 授权类型 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;

    4. 使用 @SentinelResource 自定义限流处理逻辑

    • Sentinel starter 在默认情况下会为所有的 HTTP 服务提供限流埋点,所以如果只想对 HTTP 服务进行限流,那么只需要添加依赖即可,不需要修改任何代码;
    • 如果想要对特定的方法进行限流或者降级,则需要通过 @SentinalResouce 注解来实现限流资源的定义;

    4.1 注解参数属性说明

    • @SentinelResource 注解参数属性说明:
    public @interface SentinelResource {
        //资源名称,必需项(不能为空)
        String value() default "";
        
        //entry 类型,有 IN 和 OUT 两个选项,(默认为 EntryType.OUT)
        EntryType entryType() default EntryType.OUT;
    
        int resourceType() default 0;
    
        //对应处理 BlockException 的函数名称,可选项
        String blockHandler() default "";
    
        /** 
         * blockHandler 函数默认需要和原方法在同一个类中,如果希望使用其他类的函数,则需要指定 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
        Class<?>[] blockHandlerClass() default {};
        
        /**
         * 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;
         * 对应的函数必需为 static 函数,否则无法解析;
         **/
        String fallback() default "";
    
        /**
         * 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 函数可以针对所有类型的异常(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;
         **/ 
        String defaultFallback() default "";
    
        /**
         * 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
         **/
        Class<?>[] fallbackClass() default {};
        
        //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
        Class<? extends Throwable>[] exceptionsToTrace() default {Throwable.class};
    
        Class<? extends Throwable>[] exceptionsToIgnore() default {};
    }
    
    • @SentinelResource:处理的是 Sentinel 控制台配置的违规情况,有 blockHandler 方法配置的兜底处理;
    • RuntimeException:如:int age = 10/0。这个是 java 运行时报出的运行时异常 RunTimeException,@SentinelResource 不管;
    • @SentinelResource 主管配置出错,运行出错走异常处理程序;

    4.2 配置与代码的关系

    图形配置和代码关系.png

    4.3 自定义限流处理逻辑

    4.3.1 创建 CustomerBlockHandler 类用于自定义限流处理逻辑

    在 handler 包下新建 CustomerBlockHandler 类;

    public class CustomerBlockHandler{
        public static CommonResult handlerException(BlockException exception){
            return new CommonResult(4444,"按客戶自定义,global handlerException----1");
        }
        public static CommonResult handlerException2(BlockException exception){
            return new CommonResult(4444,"按客戶自定义,global handlerException----2");
        }
    }
    

    4.3.2 在 controller 接口上配置自定义逻辑

    @GetMapping("/rateLimit/customerBlockHandler")
    @SentinelResource(value = "customerBlockHandler",
            blockHandlerClass = CustomerBlockHandler.class, blockHandler = "handleException2")
    public CommonResult customerBlockHandler(){
        return new CommonResult(200,"按客户自定义限流处理逻辑");
    }
    
    代码对应.png
    • 在实际生产中,上述所有的代码都要用 try-catch-finally 方式进行处理;

    4.3.3 在 Sentinel 控制台上配置

    在 Sentinel 控制台上配置.png

    5. 手动配置流控规则

    • 我们除了能在 Sentinel 控制台上配置流控规则外,还可以借助 Sentinel 的 InitFunc SPI 扩展接口来实现:
      • 需要实现自己的 InitFunc 接口;
      • 并在 init 方法中编写规则加载的逻辑;
    • 我们接着 3.4.3 的 controller 示例:

    5.1 controller 接口

    @GetMapping("/testHotKey")
    @SentinelResource(value = "testHotKey",blockHandler = "dealHandlerTestHotKey")
    public String testHotKey(@RequestParam(value = "p1",required = false) String p1,
                             @RequestParam(value = "p2",required = false) String p2){
        return "testHotKey";
    }
    public String dealHandlerTestHotKey(String p1, String p2, BlockException exception) {
        return "dealHandler_testHotKey";
    }
    

    5.2 实现 InitFunc 接口

    public class FlowRuleInitFunc implements InitFunc{
        @Override 
        public void init() throws Exception{
            List<FlowRule>rules=new ArrayList<>(); 
            FlowRule rule=new FlowRule(); 
            rule.setcount(1); 
            rule.setResource("testHotKey"); 
            rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS); 
            rule.setLimitApp("default"); 
            rules.add(rule); 
            FlowRuleManager.loadRules(rules);
    }
    
    • SPI 是扩展点机制,如果需要被 Sentinel 加载,那么还要在 resource 目录下创建 META-INF/services/com.alibaba.csp.sentinelinit.InitFunc 文件,文件内容就是自定义扩展点 FlowRuleInitFunc 的全路径;

    6. Sentinel 规则持久化

    • 一旦我们重启应用,Sentinel 规则将消失,生产环境需要将配置规则进行持久化;
    • 将限流配置规则持久化进 Nacos 保存,只要刷新 REST 地址,Sentinel控制台的流控规则就能看到,只要 Nacos 里面的配置不删除,针对 Sentinel 上的流控规则持续有效;

    6.1 添加 pom.xml 依赖文件

    <!-- nacos 配置中心 -->
    <dependency>
       <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
    </dependency>
    <!-- Sentinel 持久化相关 -->
    <dependency>
       <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
       <artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId>
    </dependency>
    

    6.2 修改 bootstrap.yml 配置文件

    spring:
      application:
        name: nacos-config-client
      cloud:
        nacos:
          discovery:
            server-addr: localhost:8848
          config:
            server-addr: localhost:8848
            file-extension: yaml
        sentinel:
          transport:
            dashboard: localhost:28080
            port: 8719
          # 以下新增  
          datasource:
            ds1:
              nacos:
                server-addr: localhost:8848  #将规则保存进 Nacos 配置中心
                dataId: cloudalibaba-sentinel-service
                groupId: DEFAULT_GROUP
                data-type: json #指定配置项的内容格式,可选:JSON、XML。如果需要自定义,则可以将值配置为 custom,并配置 converter-class 指向 converte r类;
                rule-type: flow #数据源中规则的类型,可选:flow、degrade、param-flow、gw-flow
    

    6.3 在 Nacos 服务器上添加配置

    • /easytest 接口添加流控规则;
    对 easytest 接口添加流控规则.png
    • 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;

    6.4 一些说明

    • 访问 Sentinel 控制台可能看不见配置,多次调用 /easytest 后才能看见配置规则;
    • 在 Sentinel 控制台上添加和修改配置不能同步到 Nacos 配置中心,服务重启后配置规则不能同步到 Nacos 上;
    • Nacos 在这当中扮演的角色应该是一个查询数据库,不建议在 Nacos 上修改流控规则;

    7. Sentinel 控制台集成 Nacos 实现规则同步

    • 上面说过,在 Sentinel 控制台上添加和修改配置不能同步到 Nacos 配置中心,服务重启后配置规则不能同步到 Nacos 上;
    • 但我们可以自己实现这个功能,配置步骤如下:

    7.1 修改依赖与配置文件

    • 修改 sentinel-dashboard 模块里的 pom.xml 依赖文件;
    • 注释掉 <scrop>:
    <dependency>
      <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
      <artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId>
      <!--<scope>test</scope>-->
    <dependency>
    
    • 修改:src/main/webapp/resources/app/scripts/directives/sidebar/sidebar.html;里的 dashboard.flowV1 为 dashboard.flow;
    • 使之调用 FlowControllerV2 中的接口;
    <li ui-sref-active="active" ng-if="!entry.isGateway">
      <!--<a ui-sref="dashboard.flowV1({app: entry.app})">-->
      <a ui-sref="dashboard.flow({app: entry.app})">
        <i class="glyphicon glyphicon-filter"></i>&nbsp;&nbsp;流控规则</a>
    </li>
    
    • application.yml 里添加 Nacos 服务器的配置信息:
      • sentinel.nacos.serverAddr=localhost:8848
      • sentinel.nacos.namespace=
      • sentinel.nacos.group-id=DEFAULT_GROUP

    7.2 新建 Nacos 规则包,里面存放与同步的配置类

    • 新建包 com/alibaba/csp/sentinel/dashboard/rule/nacos/
    • 下面新建五个类,可以从这个目录下拷贝 src/test/java/com/alibaba/csp/sentinel/dashboard/rule/nacos
    • 新建后的图:
    新建五个类.png

    7.2.1 新建 NacosPropertiesConfiguration 类

    • 在该包下新建 NacosPropertiesConfiguration.java 类,用来加载外部化配置;
    @ConfigurationProperties(prefix="sentinel.nacos")
    public class NacosPropertiesConfiguration {
        private String serverAddr;
        private String dataId;
        private String groupId = "DEFAULT_GROUP";
        private String namespace;
        //这里省略 get/set 方法
    }    
    

    7.2.2 新建 NacosConfiguration 类

    • 在该包下创建一个 Nacos 配置类 NacosConfiguration
    @EnableConfigurationProperties(NacosPropertiesConfiguration.class)
    @Configuration
    public class NacosConfiguration {
    
        //Converter 转换器,将 FlowRuleEntity 转化成 FlowRule,以及反向转化
        @Bean
        public Converter<List<FlowRuleEntity>, String> flowRuleEntityEncoder(){
            return JSON::toJSONString;
        }
    
        @Bean
        public Converter<String, List<FlowRuleEntity>> flowRuleEntityDecoder(){
            return s -> JSON.parseArray(s, FlowRuleEntity.class);
        }
    
        //注入 Nacos 服务 ConfigService
        @Bean
        public ConfigService nacosConfigService(NacosPropertiesConfiguration nacosPropertiesConfiguration) throws NacosException {
            Properties properties = new Properties();
            properties.put(PropertyKeyConst.SERVER_ADDR, nacosPropertiesConfiguration.getServerAddr());
            properties.put(PropertyKeyConst.NAMESPACE, nacosPropertiesConfiguration.getNamespace());
            return ConfigFactory.createConfigService(properties);
        }
    }
    
    

    7.2.3 新建 NacosConstants 类

    • 在该包下创建一个 Nacos 常量类 NacosConstants。分别表示默认的 GROUP_ID 和 DATA_ID 的后缀:
    public class NacosConstants {
        public static final String DATA_ID_POSTFIX = "-sentinel-flow";
        public static final String GROUP_ID = "DEFAULT_GROUP";
    }
    

    7.2.4 新建 FlowRuleNacosProvider 类

    • 在该包下新建 FlowRuleNacosProvider 类实现动态从 Nacos 配置中心获取流控规则;
    @Component("flowRuleNacosProvider")
    public class FlowRuleNacosProvider implements DynamicRuleProvider<List<FlowRuleEntity>> {
    
        private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(FlowRuleNacosProvider.class);
    
        @Autowired
        private NacosPropertiesConfiguration nacosConfigProperties;
    
        @Autowired
        private ConfigService configService;
    
        @Autowired
        private Converter<String, List<FlowRuleEntity>> converter;
    
        @Override
        public List<FlowRuleEntity> getRules(String appName) throws Exception {
            String dataID = new StringBuilder(appName).append(NacosConstants.DATA_ID_POSTFIX).toString();
            //通过ConfigServic.getConfig方法从Nacos Config Server中读取指定配置信息,并通过converter转化为FlowRule规则
            String rules = configService.getConfig(dataID, nacosConfigProperties.getGroupId(), 3000);
            if (StringUtil.isEmpty(rules)) {
                return new ArrayList<>();
            }
            return converter.convert(rules);
        }
    }
    

    7.2.5 新建 FlowRuleNacosPublisher 类

    • 在该包下新建 FlowRuleNacosPublisher(流控规则发布类) 类,在 Sentinel 控制台 上修改完配置之后,需要调用该发布方法将数据持久化到 Nacos 中;
    @Component("flowRuleNacosPublisher")
    public class FlowRuleNacosPublisher implements DynamicRulePublisher<List<FlowRuleEntity>> {
    
        @Autowired
        private NacosPropertiesConfiguration nacosPropertiesConfiguration;
    
        @Autowired
        private ConfigService configService;
    
        @Autowired
        private Converter<List<FlowRuleEntity>, String> converter;
    
        @Override
        public void publish(String appName, List<FlowRuleEntity> rules) throws Exception {
            AssertUtil.notEmpty(appName, "appName cannot be empty");
            if (rules == null) {
                return;
            }
            String dataID = new StringBuilder(appName).append(NacosConstants.DATA_ID_POSTFIX).toString();
            configService.publishConfig(dataID, nacosPropertiesConfiguration.getGroupId(), converter.convert(rules));
        }
    }
    

    7.3 修改 FlowControllerV2 类

    • 上面配置的两个类(FlowRuleNacosPublisher 与 FlowRuleNacosProvider)注入进来,表示规则的拉取和规则的发布统一用我们前面自定义的两个实例;
    修改 FlowControllerV2 类.png

    7.4 修改 Nacos 客户端

    • 对于应用程序来说,需要改动的地方比较少,只要注意配置文件中 data-id 的命名要以 -sentinel-flow 结尾即可,因为在 Sentinel Dashboard 中我们写了一个固定的后缀;
    spring:
      application:
        name: nacos-config-client
      cloud:
        nacos:
          discovery:
            server-addr: localhost:8848 
          config:
            server-addr: localhost:8848
            file-extension: yaml
        sentinel:
          transport:
            dashboard: localhost:28080 
            port: 8719
          datasource:
            ds1:
              nacos:
                server-addr: localhost:8848 
                # 修改下面这条
                dataId: ${spring.appliction.name}-sentinel-flow   
                groupId: DEFAULT_GROUP
                data-type: json
                rule-type: flow
    

    8. 自定义 URL 限流异常和 URL 资源清洗

    8.1 自定义 URL 限流异常

    8.1.1 问题描述

    • 在默认情况下,URL 触发限流后会直接返回 Blocked by Sentinel (flow 1imiting)
    • 在实际应用中,大都采用JSON格式的数据,所以如果希望修改触发限流之后的返回结果形式;

    8.1.2 实现 UrlBlockHandler 并且重写 blocked() 方法

    • 可以通过自定义限流异常来处理,实现 UrlBlockHandler 并且重写 blocked 方法;
    @Service public class CustomurlBlockHandler implements Ur1BlockHandler{
        @Override 
        public void blocked(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpservletResponse, BlockException e)throws IOException{
        httpServletResponse.setHeader("Content-Type","application/json;charset=UTF-8");
        String message="{\"code\":999,\"msg\":\"访问人数过多\"}";
        httpServletResponse.getWriter().write(message);
    }
    
    • 如果触发限流之后,我们希望直接跳转到一个降级页面,可以通过下面这个配置来实现:spring.cloud.sentinel.servlet.block-page-{url}

    8.2 URL 资源清洗

    8.2.1 问题描述

    • 默认情况下 Sentinel 会把所有的 URL 当作资源来进行流控;
    • 比如一个 URL /clean/{id} 带有一个参数 id,这个参数有很多种属性 {id可取整数},有多少个请求 Sentinel 默认统计多个,而我们期望是一个;

    8.2.2 实现 UrICleaner 并重写 clean() 方法

    • 对于 /clean/{id} 这个 URL,我们可以统一归集到 /clean/* 资源下:
    @Service 
    public class CustomerUrlCleaner implements UrlCleaner{
        @Override 
        public String clean(String originurl){
            if(Stringutils.isEmpty(originur1)){
                return originUrl;
        }
        if(originUr1.startswith("/clean/")){
            return"/clean/*";
        }
        return originUrl;
    }
    

    最后

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        本文标题:微服务架构 | 5.2 基于 Sentinel 的服务限流及熔断

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