alibaba限流組件Sentinel

alibaba限流組件Sentinel

一.Sentinel 是什麼

隨著微服務的流行，服務和服務之間的穩定性變得越來越重要。 Sentinel 是面向分佈式服務架構的輕量級流量控制產品，主要以流量為切入點，從流量控制、熔斷降級、系統負載保護等多個維度來幫助您保護服務的穩定性。

二.Sentinel 的歷史

• 2012 年， Sentinel 誕生，主要功能為入口流量控制。
• 2013-2017 年， Sentinel 在阿里巴巴集團內部迅速發展，成為基礎技術模塊，覆蓋了所有的核心場景。 Sentinel 也因此積累了大量的流量歸整場景以及生產實踐。
• 2018 年， Sentinel 開源。

三.Sentinel 基本概念

3.1.資源

資源是 Sentinel 的關鍵概念。它可以是 Java 應用程序中的任何內容，例如，由應用程序提供的服務，或由應用程序調用的其它應用提供的服務，甚至可以是一段代碼。在接下來的文檔中，我們都會用資源來描述代碼塊。

只要通過 SentinelAPI 定義的代碼，就是資源，能夠被 Sentinel 保護起來。大部分情況下，可以使用方法簽名，URL，甚至服務名稱作為資源名來標示資源。

3.2.規則

圍繞資源的實時狀態設定的規則，可以包括流量控制規則、熔斷降級規則以及系統保護規則。所有規則可以動態實時調整

四.Sentinel 功能和設計理念

4.1.流量控制

4.1.1.什麼是流量控制

流量控制在網絡傳輸中是一個常用的概念，它用於調整網絡包的發送數據。然而，從系統穩定性角度考慮，在處理請求的速度上，也有非常多的講究。任意時間到來的請求往往是隨機不可控的，而系統的處理能力是有限的。我們需要根據系統的處理能力對流量進行控制。Sentinel 作為一個調配器，可以根據需要把隨機的請求調整成合適的形狀，如下圖所示：

4.1.2.流量控制設計理念

流量控制有以下幾個角度:

• 資源的調用關係，例如資源的調用鏈路，資源和資源之間的關係；
• 運行指標，例如 QPS、線程池、系統負載等；
• 控制的效果，例如直接限流、冷啟動、排隊等。

Sentinel 的設計理念是讓您自由選擇控制的角度，並進行靈活組合，從而達到想要的效果。

4.2.熔斷降級

4.2.1.什麼是熔斷降級

除了流量控制以外，降低調用鏈路中的不穩定資源也是 Sentinel 的使命之一。由於調用關係的複雜性，如果調用鏈路中的某個資源出現了不穩定，最終會導致請求發生堆積。這個問題和 Hystrix裡面描述的問題是一樣的。

Sentinel 和 Hystrix 的原則是一致的: 當調用鏈路中某個資源出現不穩定，例如，表現為 timeout，異常比例升高的時候，則對這個資源的調用進行限制，並讓請求快速失敗，避免影響到其它的資源，最終產生雪崩的效果。

4.2.2.熔斷降級設計理念

在限制的手段上， Sentinel 和 Hystrix 採取了完全不一樣的方法。

Hystrix 通過線程池的方式，來對依賴(在我們的概念中對應資源)進行了隔離。這樣做的好處是資源和資源之間做到了最徹底的隔離。缺點是除了增加了線程切換的成本，還需要預先給各個資源做線程池大小的分配。

Sentinel 對這個問題採取了兩種手段:

a.通過併發線程數進行限制和資源池隔離的方法不同，Sentinel 通過限制資源併發線程的數量，來減少不穩定資源對其它資源的影響。這樣不但沒有線程切換的損耗，也不需要您預先分配線程池的大小。當某個資源出現不穩定的情況下，例如響應時間變長，對資源的直接影響就是會造成線程數的逐步堆積。當線程數在特定資源上堆積到一定的數量之後，對該資源的新請求就會被拒絕。堆積的線程完成任務後才開始繼續接收請求。

b.通過響應時間對資源進行降級除了對併發線程數進行控制以外，Sentinel 還可以通過響應時間來快速降級不穩定的資源。當依賴的資源出現響應時間過長後，所有對該資源的訪問都會被直接拒絕，直到過了指定的時間窗口之後才重新恢復。

4.3.系統負載保護

Sentinel 同時對系統的維度提供保護。防止雪崩，是系統防護中重要的一環。當系統負載較高的時候，如果還持續讓請求進入，可能會導致系統崩潰，無法響應。在集群環境下，網絡負載均衡會把本應這臺機器承載的流量轉發到其它的機器上去。如果這個時候其它的機器也處在一個邊緣狀態的時候，這個增加的流量就會導致這臺機器也崩潰，最後導致整個集群不可用。

針對這個情況， Sentinel 提供了對應的保護機制，讓系統的入口流量和系統的負載達到一個平衡，保證系統在能力範圍之內處理最多的請求。

五.Sentinel 是如何工作的

Sentinel 的主要工作機制如下：

• 對主流框架提供適配或者顯示的 API，來定義需要保護的資源，並提供設施對資源進行實時統計和調用鏈路分析。
• 根據預設的規則，結合對資源的實時統計信息，對流量進行控制。同時， Sentinel 提供開放的接口，方便您定義及改變規則。
• Sentinel 提供實時的監控系統，方便您快速瞭解目前系統的狀態。

六.實戰演練

6.1.maven導入

相關 jar包:1. spring-boot-starter-web2. spring-cloud-starter-alibaba-sentinel3. spring-boot-starter-parent

2. <parent>
4. <groupid>
5. org.springframework.boot
8. <artifactid>
9. spring-boot-starter-parent
12. <version>
13. 2.0.5.RELEASE
16. <relativepath>
22. <properties>
24. <project.build.sourceencoding>
25. UTF-8
28. <project.reporting.outputencoding>
29. UTF-8
32. <java.version>
33. 1.8
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43. org.springframework.boot
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47. spring-boot-starter-web
52. <dependency>
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55. org.projectlombok
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67. true
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87. org.springframework.boot
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91. spring-boot-starter-test
94. <scope>
95. test

6.3.application.properties配置

1. spring
2. .
3. application
4. .
5. name
6. =
7. SentinelTest
8. server
9. .
10. port
11. =
12. 10021
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14. .
15. cloud
16. .
17. sentinel
18. .
19. transport
20. .
21. dashboard
22. =
23. localhost
24. :
25. 8080

6.4.SpringBoot啟動類

1. @SpringBootApplication
2. public
4. class
6. SpringcloudsentineltestApplication
8. {
10. public
12. static
14. void
15. main
16. (
17. String
18. []
19. args
20. )
22. {
24. SpringApplication
25. .
26. run
27. (
28. SpringcloudsentineltestApplication
29. .
30. class
31. ,
32. args
33. );
35. }
36. }

6.5.SentinelTest測試類

1. @RestController
2. @Slf4j
3. public
5. class
7. SentinelTest
9. {
11. @GetMapping
12. (
13. "/test"
14. )
16. public
18. String
19. test
20. ()
22. {
24. return
26. "OK"
27. ;
29. }
30. }

6.6.啟動及頁面展示

下載 sentinel-dashboard-1.4.0.jar到本地以後，雙擊啟動即可，在瀏覽器輸入 http://localhost:8080,見到如下圖即可表示啟動成功。

6.7.啟動springBoot測試類

按下圖操作，點擊啟動按鈕即可

6.8.postman啟動測試

在postman頁面輸入 http://localhost:10021/test，進行測試即可，收到OK,表示測試成功

6.9.再次進入Sentinel控制檯

進入sentinel控制檯，刷新控制檯，會見到如下頁面：

6.10. test接口限流

點擊 簇點鏈路,會見到如下頁面

6.11.流控配置

點擊頁面中的`流控`按鈕，則彈出配置頁面，測試配置的單機閾值：3，如下圖

6.12.實時監控

回到postman，快速請求接口，再次回到 Sentinel，查看實時監控， QPS最高是3，剩下的請求都會被限制住，如圖所示

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關鍵字: 降級 技術 設計