Spring Cloud Alibaba Sentinel 简单使用

Sentinel 主要功能

1. 流量控制: 可以通过配置规则对接口的访问进行限制, 避免因流量过高而导致的系统崩溃.
2. 服务熔断: 当后端服务不可用或异常时, 可以通过配置熔断规则快速失败并返回错误信息, 避免连锁故障.
3. 系统负载保护: 根据系统负载情况, 自动控制流量的通过, 防止系统出现过载.
4. 统计和监控: 提供实时的流量控制和熔断信息统计

Sentinel 作用

1. 防止雪崩效应: 当访问发生异常时 Sentinel 可以通过熔断机制返回错误信息, 从而防止其他服务也出现故障.
2. 流量控制: Sentinel 可以通过限流机制, 限制并发请求数量, 来防止突然出现大量请求导致系统过载.
3. 保护系统稳定性: Sentinel 可以对请求进行限流和熔断, 避免某个服务发生故障从而导致系统不可用.

常见的流量控制算法

计数器算法

计数器算法是在一定时间内记录请求次数, 当超过规定时间后计数器就会清零然后重新开始计算, 当请求超过间隔时间内最大次数时就会拒绝访问
计数器算法的特点是: 实现简单, 但是存在"突刺现象"

漏桶算法

漏桶算法工作原理类似于一个底部有小孔的桶, 无论流入多少水, 流出的速度始终保持恒定. 当桶满时, 新的水会溢出, 即超出的流量被丢弃, 这种算法能够平滑突发流量, 常用于限制数据的传输速度
漏桶算法提供了一种机制, 可以让突发流量被整形, 以便为系统提供稳定的请求. 如: Sentinel 中流量整形(匀速排队功能)

令牌桶算法

令牌桶算法中, 存在一个固定大小的令牌桶, 该桶会以恒定的速率源源不断地产生令牌, 当系统需要发送数据时, 会从令牌桶中取出一个令牌, 如果桶中没有可用的令牌, 那么该次数据发送就会被限制, 这种机制确保了即使面临突发流量, 系统也能保持稳定运行

令牌桶算法和漏桶算法的区别是: 漏桶算法是匀速的处理请求, 而令牌桶算法可以应对突发的流量.

Sentinel 流量控制

流量控制的三种效果:

1. 快速失败: 当请求触发限流规则后, 会被理解拒绝并抛出 FlowException. 这种方法适用于对系统处理能力确切已知的情况.
2. 排队等待(匀速通过): 排队等待会控制请求的间隔时间, 让请求稳定并且匀速通过. 这种方法可以用来处理间隔性突发的高流量.
3. 冷启动(Warm Up): 该方法是通过让流量缓慢增加, 在一定时间内逐渐增加到阈值上限, 从而防止流量突然增加时, 直接把系统拉升到高水位可能瞬间把系统压垮.

Sentinel 熔断

熔断策略也是三种:

1. 慢调用比例: 在统计时长内, 如果时间超过最大RT则为慢请求, 如果慢请求超过阈值, 并且请求数量大于最小请求数, 就会触发熔断
2. 异常比例: 在统计时长内, 如果请求的比例大于阈值, 并且请求数大于最小请求数, 就会触发熔断
3. 异常数: 在统计时长内, 如果异常数大于阈值, 并且请求数大于最小请求数, 就会触发熔断

Sentinel 基本使用

添加依赖

<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>

定义资源

定义资源可通过代码或者注解实现
通过代码方式定义资源:

@RequestMapping("/getid")
public String getId() {try(Entry entry = SphU.entry("getid")) { // 定义资源return "getId: " + new Random().nextInt(100);}catch (BlockException e) {// 当前资源已经被限流或熔断return "被限制";}
}

通过注解方式定义资源:

@SentinelResource(value = "getname", blockHandler = "myBlockHandler")@RequestMapping("/getname")public String getName() throws InterruptedException {Thread.sleep(100);return "getName: " + new Random().nextInt(100);}/*** 限流之后的执行方法* @param blockException* @return*/public String myBlockHandler(BlockException blockException) {if (blockException instanceof FlowException) {return "限流";} else if (blockException instanceof DegradeException) {return "熔断";}return "被限制";}

注意:

1. myBlockHandler 的返回类型和参数必须和绑定的方法一致, 否则就会报错
2. myBlockHandler 必须包含 BlockException 参数

@SentinelResource 属性说明

• value: 资源名称(必填)
• entryType: 资源调用的流量类型 EntryType.IN/EntryType.OUT(默认)
• blockHandler: 限流或熔断执行时对应的方法
• fallback/fallbackClass: 非 BlockException 时, 其他非限流/熔断是异常对应的方法
• exceptionsToIgnore: 用于指定哪些异常被排除掉, 不好计入异常统计和 fallback 逻辑中

定义限流规则

    private static void initFlowRules() {List<FlowRule> rules = new ArrayList<>();FlowRule rule = new FlowRule();rule.setResource("getname"); // 必须, 资源名rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS); // 必须, 限流指标 QPS/线程数rule.setCount(1); // 必须, 限流数量: 上一步线程数或QPS值rules.add(rule);FlowRuleManager.loadRules(rules);}

定义熔断规则

    private static void initDegradeRules() {List<DegradeRule> rules = new ArrayList<>();DegradeRule rule = new DegradeRule();rule.setResource("getname"); // 资源名rule.setGrade(RuleConstant.DEGRADE_GRADE_RT); // 熔断策略rule.setCount(10); // RT值rule.setStatIntervalMs(1000); // 统计时长rule.setSlowRatioThreshold(0.5); // 阈值rule.setMinRequestAmount(1); // 最小请求数rule.setTimeWindow(5); // 熔断时长 单位为秒rules.add(rule);DegradeRuleManager.loadRules(rules);}

如何判断熔断还是限流

if (blockException instanceof FlowException) {return "限流";
} else if (blockException instanceof DegradeException) {return "熔断";
}

自定义 Sentinel 异常

Sentinel 异常分为三种: 局部自定义异常, 全局自定义异常, 系统自定义异常

局部自定义异常

    @SentinelResource(value = "getname", blockHandler = "myBlockHandler")@RequestMapping("/getname")public String getName() throws InterruptedException {Thread.sleep(100);return "getName: " + new Random().nextInt(100);}/*** 限流之后的执行方法* @param blockException* @return*/public String myBlockHandler(BlockException blockException) {if (blockException instanceof FlowException) {return "限流";} else if (blockException instanceof DegradeException) {return "熔断";}return "被限制";}

局部自定义异常只需要创建一个方法然后在@SentinelResource 中设置即可

全局自定义异常

import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.spring.webmvc.callback.BlockExceptionHandler;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.authority.AuthorityException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.param.ParamFlowException;
import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest;
import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.stereotype.Component;/*** 定义 Sentinel 全局自定义异常*/
@Component
public class SentinelExceptionHandler implements BlockExceptionHandler {@Overridepublic void handle(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, BlockException e) throws Exception {int code = HttpStatus.TOO_MANY_REQUESTS.value();String msg = "未知异常";if (e instanceof FlowException) {msg = "被限流";} else if (e instanceof DegradeException) {msg = "被熔断";} else if (e instanceof ParamFlowException) {msg = "请求触发了热点限流";} else if (e instanceof AuthorityException) {code = HttpStatus.UNAUTHORIZED.value();msg = "暂无权限";}httpServletResponse.setContentType("application/json;charset=utf-8");httpServletResponse.setStatus(code);httpServletResponse.getWriter().println("{\"code\":" + code + ", \"msg\":\"" + msg +"\"}");}
}

全局自定义异常需要实现 BlockExceptionHandler 接口然后重写 handle 方法

系统自定义异常

如果只配置熔断和限流的情况下配置全局自定义异常即可, 但是配置一些特殊的规则如: 热点规则, 全局自定义异常就不会起作用, 就需要配置系统自定义异常

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.param.ParamFlowException;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.web.bind.annotation.ControllerAdvice;
import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestControllerAdvice;import java.util.HashMap;
import java.util.Objects;/*** 自定义系统异常*/
@RestControllerAdvice
public class SystemException {@ExceptionHandler(ParamFlowException.class)public HashMap<String, Object> ParamFlowException(ParamFlowException e) {return new HashMap<>(){{put("code", HttpStatus.TOO_MANY_REQUESTS.value());put("msg", "热点限流");}};}
}

使用 Nacos 存储配置

Sentinel 配置的规则默认存储到内存中, 会随着项目的重启而清空, 所以就需要对这些规则进行持久化配置

引入依赖

<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>
<dependency><groupId>com.alibaba.csp</groupId><artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId>
</dependency>

设置配置文件

spring:application:name: sentinel-democloud:sentinel:transport:dashboard: localhost:18080datasource:ds:nacos:server-addr: localhost:8848username: nacospassword: nacosdata-id: ${spring.application.name}-flow-rulesgroup-id: DEFAULT_GROUPdata-type: jsonrule-type: flowds2:nacos:server-addr: localhost:8848username: nacospassword: nacosdata-id: ${spring.application.name}-degrade-demogroup-id: DEFAULT_GROUPdata-type: jsonrule-type: degrade

Nacos 中设置配置信息

限流:

[{"resource":"/user/getname","limitApp":"default","grade":1,"count":2,"strategy":0,"controlBehavior":0,"clusterMode":false},{"resource":"/user/getid","limitApp":"default","grade":1,"count":2,"strategy":0,"controlBehavior":0,"clusterMode":false}
]

熔断:

[{"resource":"/user/getname","grade":0,"count":10,"timeWindow":5,"minRequestAmount":1,"statIntervalMs":1000,"slowRationThreshold":0.5
}]