Sentinel 降级、限流、熔断

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前言

在现代分布式系统中，如何有效地保护系统免受突发流量和故障的影响，是每个开发人员和架构师都需要思考的重要问题。在这样的背景下，Sentinel作为一个强大的系统保护和控制组件，为我们提供了降级、限流、熔断等多种策略，帮助我们更好地保障系统的稳定性和可用性。

https://sentinelguard.io/zh-cn/docs/quick-start.html
  • 在微服务的体系架构中，如果遇到服务提供方不能提供服务时，怎么办？
    • 将采用spring cloud alibaba sentinel进行解决。
    • 在学习sentinel之前，先了解相关的观念。

正文

一. 微服务常见概念

1 服务雪崩

  • 服务雪崩：在整条链路的服务中，一个服务失败，导致整条链路的服务都失败的情形。
  1. 存在整条链路服务（Service A、Service B、Service C）
  2. Service A 流量突然性增加，导致Service B 和Service C 流量也增加。
  3. Service C 因为抗不住请求，变得不可用。导致Service B的请求变得阻塞。
  4. 当Service B的资源耗尽，Service B就会变得不可用。
  5. 最后 Service A 不可用。

2 服务熔断

  • 服务熔断：当下游的服务因为某种原因突然变得不可用或响应过慢，上游服务为了保证自己整体服务的可用性，不再继续调用目标服务，直接返回，快速释放资源。如果目标服务情况好转则恢复调用。

  1. 最开始处于closed状态，一旦检测到错误到达一定阈值，便转为open状态；

  2. 这时候会有个 reset timeout，到了这个时间了，会转移到half open状态；

  3. 尝试放行一部分请求到后端，一旦检测成功便回归到closed状态，即恢复服务；

3 服务降级

  • 什么是服务降级呢？
    • 当下游的服务因为某种原因响应过慢，下游服务主动停掉一些不太重要的业务，释放出服务器资源，增加响应速度！
    • 当下游的服务因为某种原因不可用，服务器托管网上游主动调用本地的一些降级逻辑，避免卡顿，迅速返回给用户！

4 熔断和降级的区别

  • 服务熔断和服务降级的区别？

    • 服务降级有很多种降级方式！如开关降级、限流降级、熔断降级!
    • 服务熔断属于降级方式的一种！
    • 当发生下游服务不可用的情况，熔断和降级必定是一起出现。

  • 服务降级大多是属于一种业务级别的处理，熔断属于框架层级的实现

  • 开关降级

    在配置中心配置一个开关(变量)，在配置中心更改开关，决定哪些服务进行降级

5 Sentinel 介绍

  • Sentinel ：一个高可用的流量控制与防护组件，保障微服务的稳定性。
  • Sentinel分为两个部分，sentinel-core与sentinel-dashboard。
    • sentinel-core 部分能够支持在本地引入sentinel-core进行限流规则的整合与配置。
    • sentinel-dashboard 则在core之上能够支持在线的流控规则与熔断规则的维护与调整等。

二. core：降级

1 现象1

  • 提供者搭建集群（8170/8270），调用者调用，此时关闭提供者的一个服务（8270）

  • 存在现象：访问8170成功访问，不能访问8270

    • RestTemplate：8170可访问，当访问8270时异常。稍等片刻只有8170.

  • 略有卡顿，稍等片刻后，不再卡顿。

2 现象2：

  • 提供者搭建集群（8170/8270），调用者调用，此时关闭提供者的所有服务

  • 现象：无法访问

3 降级操作

  • 添加坐标

    dependency>
    groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
    artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinelartifactId>
dependency>

  • 修改yml文件，开启feign对sentinel的支持

    feign:
  sentinel:
    enabled: true

  • 修改启动类，开启feign

    package com.czxy;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
import org.springframework.cloud.openfeign.EnableFeignClients;

/**
 * @author 薛慕昭
 * @email 18716011269@163.com
 */
@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient  //服务发现
@EnableFeignClients     //远程调用
public class TestNacosConsumerApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(TestNacosConsumerApplication.class, args );
    }
}

  • 修改Feign实现

    package com.czxy.feign;

import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;

/**
 * @author 薛慕昭
 * @email 18716011269@163.com
 */
// @FeignClient(value = "服务名", path = "controller配置的路径" )
@FeignClient(value = "service-provider", fallback = EchoFeignFallback.class )
public interface EchoFeign {

    // 与 nacos-provider-2.1>EchoController声明的方法的完全一致
    @GetMapping("/echo/{string}")
    public String echo(@PathVariable String string);
}



    package com.czxy.feign;

import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * @author 薛慕昭
 * @email 18716011269@163.com
 */
@Component
public class EchoFeignFallback implements EchoFeign {
    @Override
    public String echo(String string) {
        return "降级处理：" + string;
    }
}

  • 关闭服务提供者，测试

    • 注意：需重启服务

三. dashboard 控制面板

1 概述

  • Sentinel Dashboard 是一个可视化流控管理工具。

  • Sentinel Dashboard 是一个独立的项目，sentinel-dashboard-1.8.4.jar，需要使用 java -jar 运行

    java -jar -Dserver.port=18080 sentinel-dashboard-1.8.4.jar

  • 下载地址

    https://github.com/alibaba/Sentinel/releases

2 配置dashboard

  • 添加坐标（已有）

    
dependency>
    groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
    artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinelartifactId>
dependency>

  • 配置yml

    #server.port=8071
#spring.application.name=service-consumer
#spring.cloud.nacos.discovery.server-addr=127.0.0.1:8848
#spring.cloud.sentinel.transport.dashboard=192.168.152.153:8080
#端口号
server:
  port: 8071

spring:
  application:
    name: service-consumer          #服务名
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848   #nacos服务地址
    sentinel:
      transport:
        dashboard: 127.0.0.1:18080
feign:
  sentinel:
    enabled: true

  • 测试

    • 先访问资源 http://localhost:8071/feign/echo/123

    • dashboard 登录

    • 查看控制面板 http://localhost:18080/

3 设置资源点(埋点)

  • 通过 @SentinelResource 注解，设置监控点（定义控制资源、配置控制策略）

    package com.czxy.nacos.controller;

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import com.czxy.nacos.feign.TestFeign;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.annotation.Resource;

/**
 * @author 薛慕昭
 * @email 18716011269@163.com
 */
@RestController
@RequestMapping("/feign")
public class TestFeignController {
    @Resource
    private TestFeign testMyFeign;

    @RequestMapping(value = "/echo/{str}", method = RequestMethod.GET)
    @SentinelResource("/feign/echo")
    public String echo(@PathVariable String str) {
        return testMyFeign.echo(str);
    }
}

  • 测试

四. 限流

1 编写测试类

package com.czxy.controller;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * @author 薛慕昭
 * @email 18716011269@163.com
 */
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @GetMapping("/login")
    public String login(String str) {
        return "登录成功" + str;
    }


    @服务器托管网GetMapping("/register")
    public String register(String str) {
        return "注册成功";
    }
}

2 限流方法

  • 通过@SentinelResource注解的blockHandler属性制定限流的处理函数
package com.czxy.nacos.controller;

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * @author 薛慕昭
 * @email 18716011269@163.com
 */
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @GetMapping("/login")
    // 限流设置
    @SentinelResource(value="login", blockHandler = "loginBlockHandler")
    public String login(String str) {
        return "登录成功" + str;
    }

    public String loginBlockHandler(String str , BlockException e) {
        return str + ": 请稍后重试";
    }

    @GetMapping("/register")
    public String register(String str) {
        return "注册成功";
    }
}

3 限流操作

  • 运行 sentinel-dashboard-1.8.4.jar

  • 访问测试功能：http://localhost:8071/user/login?str=1234

  • 通过 dashboard 设置限流

    • QPS：一般指每秒查询率

  • 连续快速2次访问测试功能

五. 熔断降级

1 降级方法

  • 使用@SentinelResource注解的fallback属性来指定降级的方法名
package com.czxy.controller;

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
import org.apache.commons.lang.math.RandomUtils;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * @author 薛慕昭
 * @email 18716011269@163.com
 */
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @GetMapping("/login")
    // 限流设置
    @SentinelResource(value="login", blockHandler = "loginBlockHandler")
    public String login(String str) {
        return "登录成功" + str;
    }

    public String loginBlockHandler(String str , BlockException e) {
        return str + ": 请稍后重试";
    }


    @GetMapping("/register")
    // 熔断降级
    @SentinelResource(value="register", fallback = "registerFallback")
    public String register(String str) {
        int r = RandomUtils.nextInt(10);
        if(r  5) {
            int i = 1 / 0;
        }
        return "注册成功";
    }

    public String registerFallback(String str) {
        return str + ": 熔断降级";
    }
}

2 测试

  • 成功

  • 熔断降级

3 降级操作

  • 慢调用比例：
    • RT：平均响应时间
    • 比例阈值：
    • 熔断时长：
    • 最小请求数：
  • 异常比例：每秒异常总数占通过量的比值超过阈值（DegradeRule 中的 count）之后，资源进入降级状态
  • 异常数：当资源近 1 分钟的异常数目超过阈值之后会进行熔断

六. 限流和降级的区别？

  • 限流是通过设置QPS(每秒查询率)/线程数，将超过阈值部分拒绝处理；
  • 服务降级是监控请求响应时间、响应异常比例、异常数量；超过限定阈值，将进行服务降级熔断，一定时间内不可用；

结尾

k(String str) {
return str + “: 熔断降级”;
}
}




### 2 测试

* 成功

  [外链图片转存中...(img-EtoFL8NX-1705283262451)]

* 熔断降级 

  [外链图片转存中...(img-SNdK9B8Y-1705283262451)]





### 3 降级操作

* 慢调用比例：
  * RT：平均响应时间
  * 比例阈值：
  * 熔断时长：
  * 最小请求数：
* 异常比例：每秒异常总数占通过量的比值超过阈值（DegradeRule 中的 count）之后，资源进入降级状态
* 异常数：当资源近 1 分钟的异常数目超过阈值之后会进行熔断

[外链图片转存中...(img-7eNiRPkH-1705283262452)]







## 六. 限流和降级的区别？

* 限流是通过设置QPS(每秒查询率)/线程数，将超过阈值部分拒绝处理；
* 服务降级是监控请求响应时间、响应异常比例、异常数量；超过限定阈值，将进行服务降级熔断，一定时间内不可用；

# 结尾

   Sentinel的降级、限流、熔断等功能为我们构建健壮的分布式系统提供了强有力的支持。通过合理地设置各项保护和控制策略，我们可以更好地抵御恶劣环境下的挑战，保持系统的稳定和可靠。因此，在设计和实现分布式系统时，充分利用Sentinel的功能将是一个明智的选择，它将为系统的高可用性和稳定性保驾护航。

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