分布式系統(tǒng)之Sentinel介紹與使用

作者：牧小農(nóng) 2022-05-22 09:48:47

分布式系統(tǒng)的流量防衛(wèi)兵：隨著微服務(wù)的普及，服務(wù)調(diào)用的穩(wěn)定性也變的越來(lái)越重要，Sentinel 以“流量”為切入點(diǎn)，在流量控制、斷路、負(fù)載保護(hù)等多個(gè)方面進(jìn)行續(xù)航，保證服務(wù)的可靠性。

前言

在家休息的的時(shí)候，突然小勇打電話(huà)過(guò)來(lái)，問(wèn) 農(nóng)哥，你知道Sentinel嗎?

我(清了清嗓子)：知道啊，怎么了?
小勇(帶著低落的聲音)：最近面試了一個(gè)，問(wèn)我Sentinel是什么，具體的用法和項(xiàng)目中使用的。沒(méi)有復(fù)習(xí)，記得不太清楚，dan疼。
我(是時(shí)候開(kāi)始裝杯了)：沒(méi)事，先揉揉，(Sentinel)不就是阿里開(kāi)源的項(xiàng)目嗎，主要提供了流量控制、熔斷降級(jí)、系統(tǒng)負(fù)載保護(hù)等多個(gè)維度來(lái)保障服務(wù)之間的穩(wěn)定性
小勇：。。。。。你有沒(méi)有這方面可以復(fù)習(xí)的資料或者文章啥的?
我：還別說(shuō)，剛好寫(xiě)了一篇關(guān)于Sentinel 介紹和使用的文章，要不要瞅瞅?
小勇：可以，內(nèi)容如何?算的上是教科書(shū)級(jí)別的內(nèi)容吧?
我：恩.... 怎么不算呢!
小勇：。。。。。我真服了你這個(gè)老六!!!

學(xué)習(xí)技術(shù)第一步，先知道官網(wǎng)地址在哪里，官網(wǎng)永遠(yuǎn)是第一手資料：https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki。

接下來(lái)我們先來(lái)了解一下什么是Sentinel。

Sentinel 開(kāi)篇

Sentinel 具有以下特征:

豐富的應(yīng)用場(chǎng)景：Sentinel 承接了阿里巴巴近 10 年的雙十一大促流量的核心場(chǎng)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(shí)時(shí)熔斷下游不可用應(yīng)用等。
完備的實(shí)時(shí)監(jiān)控：Sentinel 同時(shí)提供實(shí)時(shí)的監(jiān)控功能。您可以在控制臺(tái)中看到接入應(yīng)用的單臺(tái)機(jī)器秒級(jí)數(shù)據(jù)，甚至 500 臺(tái)以下規(guī)模的集群的匯總運(yùn)行情況。
廣泛的開(kāi)源生態(tài)：Sentinel 提供開(kāi)箱即用的與其它開(kāi)源框架/庫(kù)的整合模塊，例如與 Spring Cloud、Apache Dubbo、gRPC、Quarkus 的整合。您只需要引入相應(yīng)的依賴(lài)并進(jìn)行簡(jiǎn)單的配置即可快速地接入 Sentinel。同時(shí) Sentinel 提供 Java/Go/C++ 等多語(yǔ)言的原生實(shí)現(xiàn)。
完善的 SPI 擴(kuò)展機(jī)制：Sentinel 提供簡(jiǎn)單易用、完善的 SPI 擴(kuò)展接口。您可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展接口來(lái)快速地定制邏輯。例如定制規(guī)則管理、適配動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源等。

Sentinel 的主要特性：

Sentinel的妙用

當(dāng)我們的分布式系統(tǒng)，面臨復(fù)雜的體系結(jié)構(gòu)中應(yīng)用程序可能有數(shù)十個(gè)依賴(lài)關(guān)系，每個(gè)依賴(lài)關(guān)系在某些時(shí)候?qū)⒉豢杀苊獾氖。热缥覀冋{(diào)用 D\F\K 這幾個(gè)服務(wù)，如果這些服務(wù)中某一個(gè)出現(xiàn)問(wèn)題了，那么有可能會(huì)出現(xiàn)整體系統(tǒng)效率的下降，嚴(yán)重的甚至出現(xiàn)服務(wù)雪崩。

多個(gè)微服務(wù)之間互相調(diào)用的時(shí)候，如果D調(diào)用K和F，而K和F又調(diào)用其他的微服務(wù)，那么就會(huì)形成扇出，如果扇出某個(gè)鏈路上的微服務(wù)調(diào)用超時(shí)或者響應(yīng)很慢，那么微服務(wù)D就會(huì)占用越來(lái)越多的系統(tǒng)資源，從而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，也就是服務(wù)雪崩。

對(duì)于高流量的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，單一的后端依賴(lài)可能會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器上的資源在極短的時(shí)間內(nèi)被耗光，同時(shí)還有可能導(dǎo)致這些應(yīng)用程序服務(wù)之間的響應(yīng)時(shí)間增加，隊(duì)列、線(xiàn)程和其他系統(tǒng)資源變的緊缺，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)之間發(fā)生更多的次生故障，如果我們單個(gè)應(yīng)用服務(wù)故障處理和延遲進(jìn)行隔離管控，當(dāng)單個(gè)依賴(lài)關(guān)系失敗時(shí)，不能對(duì)這個(gè)系統(tǒng)和資源產(chǎn)生影響，當(dāng)某個(gè)模塊實(shí)例失敗以后，如果這個(gè)時(shí)候服務(wù)還能接收請(qǐng)求和流量訪(fǎng)問(wèn)，同時(shí)這個(gè)服務(wù)還去調(diào)用其他模塊時(shí)，這樣的級(jí)聯(lián)故障，就會(huì)導(dǎo)致雪崩的發(fā)生。

對(duì)比與其他的斷流產(chǎn)品(Hystrix)而言，他不需要我們自己手動(dòng)搭建監(jiān)控平臺(tái)，而且它有一套屬于自己的Web界面，可對(duì)多種指標(biāo)進(jìn)行流控、熔斷，且提供了實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制面板，功能更為強(qiáng)大。

Sentinel 使用

下載地址：https://github.com/alibaba/Sentinel/releases。

Sentinel 分為兩個(gè)部分：

核心庫(kù)：不依賴(lài)任何框架/庫(kù)，只需要Java運(yùn)行時(shí)環(huán)境，同時(shí)對(duì)Dubbo\SpringCloud等框架也有很好的支持。
控制臺(tái)：基于SpringBoot開(kāi)發(fā)，打包后可以直接運(yùn)行，不需要額外的應(yīng)用容器。

注意：jdk1.8環(huán)境/8080端口不能被占用。
啟動(dòng)命令：java -jar sentinel-dashboard-1.8.4.jar。

訪(fǎng)問(wèn)地址：http://localhost:8080/。
賬號(hào)密碼：sentinel/sentinel。

到這里呢，我們的Sentinel就安裝成功了，可能有點(diǎn)同學(xué)在界面上沒(méi)有看到任何東西，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)監(jiān)控的服務(wù)，這是因?yàn)槲覀冞€沒(méi)有啟動(dòng)項(xiàng)目，而Sentinel 本身采用的是懶加載模式，所以我們需要先去訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)對(duì)應(yīng)的接口，Sentinel才會(huì)進(jìn)行工作，接下來(lái)我們就來(lái)搭建我們的測(cè)試項(xiàng)目。

搭建項(xiàng)目

Sentinel 官方參考文檔：https://sentinelguard.io/zh-cn/docs/quick-start.html。

注意： 這里我們使用到了Nacos，不會(huì)Nacos的小伙伴，可以看我之前的文章，里面有詳細(xì)的介紹,其實(shí)只需要你啟動(dòng)一個(gè)端口為8848的Nacos就行。

導(dǎo)入依賴(lài)：

<!-- Nacos客戶(hù)端依賴(lài) -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>
<!-- sentinel依賴(lài) -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>

配置屬性：

server:
  port: 8006
spring:
  application:
    name: cloudalibaba-sentinel-service
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848
    sentinel:
      transport:
        #配置Sentinel地址，就是我們的WEB界面
        dashboard: localhost:8080
        #Sentinel配置默認(rèn)8719端口，被占用端口會(huì)自動(dòng)從+1，直到找到未被占用的端口
        port: 8719
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: '*'

測(cè)試類(lèi)：

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
@RestController
public class TestController {

    @GetMapping("/playA")
    public String playA() {
        return "hello my name is playA ,wo shi boy";
    }

    @GetMapping("/playB")
    public String playB(){
        return "hi my name is playB， me girl";
    }
}

最后在我們的啟動(dòng)類(lèi)上加上：@EnableDiscoveryClient，點(diǎn)擊啟動(dòng)，然后我們來(lái)訪(fǎng)問(wèn)我們的測(cè)試地址：

http://localhost:8006/playA。
http://localhost:8006/playB。

訪(fǎng)問(wèn)之后，我們就能在Sentinel上看到我們的監(jiān)控信息了，如下所示：

好了，你們以為到這里Sentinel就講解完了嗎?哎~怎么可能，我還要繼續(xù)卷，寧愿累死自己，也要卷死你們!雖然基本操作已經(jīng)完成，但是不講一下他的流控規(guī)則，我們?cè)趺茨苡∠笊羁棠?是吧，各位大漂亮和大聰明們。

Sentinel 流控規(guī)則

首先我們先來(lái)看一張圖：

上面這張圖，就包含了，我們要講解的全部?jī)?nèi)容，主要分為以下幾點(diǎn)：

資源名：流控規(guī)則中唯一的名稱(chēng)，默認(rèn)為我們的請(qǐng)求路徑。

針對(duì)來(lái)源：Sentinel 對(duì)調(diào)用者進(jìn)行限流，填寫(xiě)我們的微服務(wù)名，默認(rèn)為default，對(duì)來(lái)源不進(jìn)行區(qū)分。

閾值類(lèi)型/單機(jī)閾值：

QPS(每秒請(qǐng)求數(shù)量)，使用該類(lèi)型時(shí)，QPS達(dá)到我們?cè)O(shè)置的單機(jī)閾值，進(jìn)行限流。
線(xiàn)程數(shù)：當(dāng)使用該類(lèi)型時(shí)，線(xiàn)程數(shù)量達(dá)到我們?cè)O(shè)置的單機(jī)閾值，進(jìn)行限流。

是否集群：默認(rèn)否，如果是集群勾選。

流控模式：

直接：API達(dá)到限流條件時(shí)，直接限流，如果我們?cè)O(shè)置QPS為1，如果大于這個(gè)數(shù)量，直接返回錯(cuò)誤。
關(guān)聯(lián)：當(dāng)關(guān)聯(lián)的資源達(dá)到閾值時(shí)，限流自己，比如A調(diào)用B，B達(dá)到了閾值，A進(jìn)行限流。
鏈路：只記錄鏈路上的流量，指定對(duì)應(yīng)的鏈路路徑，從入口開(kāi)始，如果達(dá)到閾值，則進(jìn)行限流。

流控效果：

我們先來(lái)新增一個(gè)流控規(guī)則看一下，操作方式有兩種。

因?yàn)榉奖悖覀円话銜?huì)選擇在簇點(diǎn)鏈路中添加，我們先來(lái)試一下QPS的操作：

快速失敗：直接拋異常。
Warm Up：根據(jù)冷加載因子codeFactor 經(jīng)過(guò)預(yù)熱時(shí)長(zhǎng)，才達(dá)到設(shè)置的QPS閾值。
排隊(duì)等待：勻速排隊(duì)，讓請(qǐng)求以勻速速度進(jìn)行請(qǐng)求，閾值類(lèi)型，需要設(shè)置為QPS，否則無(wú)效。

在流控規(guī)則中添加。
在簇點(diǎn)鏈路中添加。

這里我們?cè)O(shè)置單機(jī)閾值為1，所以playA 這個(gè)接口一秒中只能被訪(fǎng)問(wèn)一次，如果超過(guò)，則進(jìn)行限流操作進(jìn)行一個(gè)阻塞操作，這個(gè)效果我們是可以直接看到的，當(dāng)我們不停的刷新playA時(shí)，就會(huì)現(xiàn)在如下信息，而沒(méi)有設(shè)置的playB,則不會(huì)。

在這里我們?nèi)绻O(shè)置為線(xiàn)程數(shù)會(huì)怎么樣呢?我們來(lái)看一下。

在這里我們要注意：如果項(xiàng)目重新啟動(dòng)，需要將修改后的playA,重新訪(fǎng)問(wèn)后重新，添加流控規(guī)則。

同時(shí)我們需要在代碼中設(shè)置延時(shí)執(zhí)行，如果處理太快，我們是看不到實(shí)際效果的，如果有興趣的小伙伴可以自己?jiǎn)?dòng)線(xiàn)程去跑，在這里我們?cè)O(shè)置playA，進(jìn)行一秒鐘的延時(shí)操作。

       @GetMapping("/playA")
    public String playA() {
        try {
            //阻塞1 秒
            TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1000);
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return "hello my name is playA ,wo shi boy";
    }