今日目標

• 理解Sentinel原理

之前已經介紹了雪崩產生原因和解決方式，那么這些解決方式如何落地？現在支持SpringCloud微服務保護技術一般都是:Hystrix和Sentinle,早期比較流行的是Hystrix框架，但目前國內實用最廣泛的還是阿里巴巴的Sentinel框架，我們對這兩種常見技術進行對比:

在種種差異中，我們重點關注加粗標注的部分：

隔離策略：

• 線程池隔離：同上述線程隔離案例，給不同業務分配不同線程池，這種方案可以杜絕雪崩問題；但是因為tomcat之外的線程池開銷也使得系統開銷增加，頻繁的上下文切換將給系統性能帶來額外的損失。
• 信號量隔離：不會給業務單獨創建線程池（統一使用tomcat一個容器），而是限制每個業務能使用的線程數量。統計當前業務使用的線程數，當達到指定數量后（類似計數器）觸發隔離。相較于線程池隔離性差一點。

熔斷降級策略

• 慢調用比例/異常比例/異常數：統計調用中慢性能的比例、異常的比例、或異常數量均可觸發熔斷降級。
• 失敗比例：只能根據異常請求比例觸發熔斷降級策略。

限流：

• 基于QPS/調用鏈路：基于調用的QPS、調用鏈路都可以做到限流。
• 有限的控制：沒有專門的限流方案，基于線程池隔離做的，線程池有多少線程數就限制到多少。

流量整形：

• 慢調用/排隊等待：避免突發流量的暴增而引起系統崩潰，而Hystrix則沒有解決方案

控制臺：

• Sentinel有較為完善的控制臺，界面化操作實時生效，而Hystrix只能查看一下服務狀態，不可動態調整。

對比可以發現Hystrix的重點在于隔離、熔斷為主的容錯機制，而Sentinel的側重點在于：多樣化的流量控制、熔斷降級、系統保護、實時監控和控制臺。同時基于HyStrix停止維護，加上Sentinel在阿里巴巴經過雙十一的高峰流量驗證，目前國內主流保護還是選擇了后者。因為后續的章節中我們也將借助于Sentinel為大家實踐微服務保護相關的知識點。

1. Sentinel基本概念

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 Sentinel API 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。

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。

2.Sentinel 功能和設計理念

2.1 流量控制

流量控制在網絡傳輸中是一個常用的概念，它用于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：

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流量控制有以下幾個角度:

• 資源的調用關系，例如資源的調用鏈路，資源和資源之間的關系；
• 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，并進行靈活組合，從而達到想要的效果。

2.2 熔斷降級

什么是熔斷降級

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。由于調用關系的復雜性，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 里面描述的問題是一樣的。

圖片

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，并讓請求快速失敗，避免影響到其它的資源，最終產生雪崩的效果。

熔斷降級設計理念

在限制的手段上，Sentinel 和 Hystrix 采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 對這個問題采取了兩種手段:

1.通過并發線程數進行限制

和資源池隔離的方法不同，Sentinel 通過限制資源并發線程的數量，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后，對該資源的新請求就會被拒絕。堆積的線程完成任務后才開始繼續接收請求。

2.通過響應時間對資源進行降級

除了對并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后，所有對該資

系統負載保護

Sentinel 同時提供系統維度的自適應保護能力。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，最后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，保證系統在能力范圍之內處理最多的請求。

2.3. 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，并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，方便您快速了解目前系統的狀態。