Sentinel限流熔断

发布时间：2024年01月07日

官网：https://sentinelguard.io/zh-cn/docs/introduction.html

github文档：https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki

????????Sentinel 是一款面向分布式服务架构的轻量级流量控制组件，主要以流量为切入点，从流量控制、 熔断降级 、系统自适应保护等多个维度来保障服务的稳定性，核心思想是：根据对应资源配置的规则来为资源执行相应的流控/ 降级 / 系统保护策略。

Sentinel 功能和设计理念

流量控制

????????其原理是监控应用流量的 QPS 或并发线程数等指标，当达到指定的阈值时对流量进行控制，以避免被瞬时的流量高峰冲垮，从而保障应用的高可用性。

熔断降级

什么是熔断降级？
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????????除了流量控制以外，降低调用链路中的不稳定资源也是 Sentinel 的使命之一。由于调用关系的复杂性， 如果调用链路中的某个资源出现了不稳定，最终会导致请求发生堆积。这个问题和 Hystrix 里面描述的问题是一样的 。

????????Sentinel 和 Hystrix 的原则是一致的 : 当调用链路中某个资源出现不稳定,例如,表现为 timeout ，异常比例升高的时候，则对这个资源的调用进行限制，并让请求快速失败，避免影响到其它的资源，最终产生雪崩的效果。

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熔断降级设计理念
在限制的手段上，Sentinel 和 Hystrix 采取了完全不一样的方法。
Hystrix 通过 线程池 的方式，来对依赖 ( 在我们的概念中对应资源 ) 进行了隔离。这样做的好处是资源和资源之间做到了最彻底的隔离。缺点是除了增加了线程切换的成本，还需要预先给各个资源做线程池大小的分配。
Sentinel 对这个问题采取了两种手段 :
  • 通过并发线程数进行限制

????????和资源池隔离的方法不同，Sentinel 通过限制资源并发线程的数量，来减少不稳定资源对其它资源的影响。这样不但没有线程切换的损耗，也不需要您预先分配线程池的大小。当某个资源出现不稳定的情况下，例如响应时间变长，对资源的直接影响就是会造成线程数的逐步堆积。当线程数在特定资源上堆积到一定的数量之后，对该资源的新请求就会被拒绝。堆积的线程完成任务后才开始继续接收请求。

  • 通过相应时间对资源进行降级
????????除了对并发线程数进行控制以外，Sentinel 还可以通过响应时间来快速降级不稳定的资源。当依赖的资源出现响应时间过长后，所有对该资源的访问都会被直接拒绝，直到过了指定的时间窗口之后才重新恢复。
Sentinel 是如何工作的
Sentinel的主要工作机制如下：
  • 对主流框架提供适配或者显示的 API，来定义需要保护的资源，并提供设施对资源进行实时统计和调用链路分析。
  • 根据预设的规则，结合对资源的实时统计信息，对流量进行控制。同时，Sentinel 提供开放的接口，方便您定义及改变规则。
  • Sentinel 提供实时的监控系统，方便您快速了解目前系统的状态。

Sentinel 分为两个部分

  • 核心库（Java 客户端）不依赖任何框架/库，能够运行于 Java 8 及以上的版本的运行时环境，同时对 Dubbo / Spring Cloud 等框架也有较好的支持。
  • 控制台（Dashboard）基于 Spring Boot 开发，打包后可以直接运行，不需要额外的 Tomcat 等应用容器，Dashboard 主要负责管理推送规则、监控、管理机器信息等。

Sentinel 基本概念 ?

资源是 Sentinel 的关键概念。它可以是 Java应用程序中的任何内容， 例如，由应用程序提供的服务， 或由应用程序调用的其它应用提供的服务，甚至可以是一段代码。
Sentinel 与 Hystrix 对比：

Sentinel 下载与安装

下载

官网下载地址：Releases · alibaba/Sentinel · GitHub

下载后编写启动类等（或者直接命令启动），运行

输入对应地址进入：

账号密码均为sentinel：

SpringBoot 整合 sentinel-dashboard

引入依赖：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
    <version>${spring-cloud-alibaba-version}</version>
</dependency>

编写yml配置文件，如图所示：

启动运行：

流量控制

一条限流规则主要由下面几个因素组成，我们可以组合这些元素来实现不同的限流效果：
  • resource ：资源名，即限流规则的作用对象 （访问路径）
  • count : 限流阈值（最大接受数，超过阈值拒绝访问）
  • grade : 限流阈值类型（QPS 或并发线程数）
  • limitApp : 流控针对的调用来源，若为 default 则不区分调用来源（那个服务调用资源名时进
  • 行限流，default不区分）
  • strategy : 调用关系限流策略
  • controlBehavior : 流量控制效果（直接拒绝、Warm Up、匀速排队）

流量控制：

运行测试：我们会发现当每秒发送多次请求时，系统报错

注意：除了设置 QPS 外，也可以设置线程数。（可让业务代码进行休眠，或使用压力测试工具就
jmeter ）
当设置线程数为 1 时， jmeter 测试， 5 个线程同一时刻发送。

关联（反向关联）：

当 demo1 的阈值超过到 1 时， demo 不可用。（吧 demo 的资源节省出来给 demo1 ）
快速失败：抛异常
方式是默认的流量控制方式，当 QPS 超过任意规则的阈值后，新的请求就会被立即拒绝，拒绝方 式为抛出 FlowException 。这种方式适用于对系统处理能力确切已知的情况下，比如通过压测确定了系统的准确水位时
WarmUp ：慢慢增加到阈值
即预热 / 冷启动方式。当系统长期处于低水位的情况下，当流量突然增加时，直接把系统拉升到高 水位可能瞬间把系统压垮。通过" 冷启动 " ，让通过的流量缓慢增加，在一定时间内逐渐增加到阈值上限，给冷系统一个预热的时间，避免冷系统被压垮
排队等待：匀速排队处理
方式会严格控制请求通过的间隔时间，也即是让请求以均匀的速度通过，对应的是漏桶算法。
这种方式主要用于处理间隔性突发的流量，例如消息队列。想象一下这样的场景，在某一秒有大量的请求到来，而接下来的几秒则处于空闲状态，我们希望系统能够在接下来的空闲期间逐渐处理这些请求，而不是在第一秒直接拒绝多余的请求。
注意：匀速排队模式暂时不支持 QPS > 1000 的场景。

熔断降级

现代微服务架构都是分布式的，由非常多的服务组成。不同服务之间相互调用，组成复杂的调用链路。 以上的问题在链路调用中会产生放大的效果。复杂链路上的某一环不稳定，就可能会层层级联，最终导致整个链路都不可用。因此我们需要对不稳定的弱依赖服务调用 进行熔断降级，暂时切断不稳定调用，避免局部不稳定因素导致整体的雪崩。熔断降级作为保护自身的手段，通常在客户端（调用端）进行配置

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  • 慢调用比例 ( SLOW_REQUEST_RATIO )：选择以慢调用比例作为阈值，需要设置允许的慢调用 RT（即最大的响应时间），请求的响应时间大于该值则统计为慢调用。当单位统计时长 （ statIntervalMs ）内请求数目大于设置的最小请求数目，并且慢调用的比例大于阈值，则接 下来的熔断时长内请求会自动被熔断。经过熔断时长后熔断器会进入探测恢复状态（HALF-OPEN状态），若接下来的一个请求响应时间小于设置的慢调用 RT 则结束熔断，若大于设置的慢调用RT 则会再次被熔断。
  • 异常比例 ( ERROR_RATIO )：当单位统计时长（ statIntervalMs ）内请求数目大于设置的最小请求数目，并且异常的比例大于阈值，则接下来的熔断时长内请求会自动被熔断。经过熔断时长后熔断器会进入探测恢复状态（HALF-OPEN 状态），若接下来的一个请求成功完成（没有错误）则结束熔断，否则会再次被熔断。异常比率的阈值范围是 [0.0, 1.0] ，代表 0% - 100%。
  • 异常数 ( ERROR_COUNT ) ：当单位统计时长内的异常数目超过阈值之后会自动进行熔断。经过熔断时长后熔断器会进入探测恢复状态（HALF-OPEN 状态），若接下来的一个请求成功完成（没有错误）则结束熔断，否则会再次被熔断。
最大 RT: 默认毫秒，请求超出时长
熔断时长：降级多久后再次打开
比例阈值： 当每秒请求量 >=N( 可配置 ) ，并且每秒异常总数占通过量的比值超过阈值之后，进入降级状态。取值范围[0.0,1.0] 代表 0%-100% （如：设置为 0.2 ，如果请求异常数超过 2% 则进入降级）
最小请求数：请求数小于该值时即使异常比率超出阈值也不会熔断

热点参数限流

访问资源参数索引（取第 1 个参数）为 0 ，类型为 int ，值为 3 ，达到阈值 10 时进行限流

需要在 consumer 中设置 @SentinelResource 注解
@SentinelResource 注解

@SentinelResource 用于定义资源，并提供可选的异常处理和 fallback 配置项。 @SentinelResource 注解包含以下属性：

  • value：资源名称，必需项（不能为空）
  • entryType：entry 类型，可选项（默认为 EntryType.OUT）
  • blockHandler / blockHandlerClass: blockHandler 对应处理 BlockException 的函数名称，可选项。blockHandler 函数访问范围需要是 public，返回类型需要与原方法相匹配，参数类型需要和原方法相匹配并且最后加一个额外的参数，类型为 BlockException。blockHandler 函数默认需要和原方法在同一个类中。若希望使用其他类的函数，则可以指定 blockHandlerClass 为对应的类的 Class 对象，注意对应的函数必需为 static 函数，否则无法解析。
  • fallback：fallback 函数名称，可选项，用于在抛出异常的时候提供 fallback 处理逻辑。fallback函数可以针对所有类型的异常（除了 exceptionsToIgnore 里面排除掉的异常类型）进行处理。 fallback 函数签名和位置要求：返回值类型必须与原函数返回值类型一致； 方法参数列表需要和原函数一致，或者可以额外多一个 Throwable 类型的参数用于接收对应的异 常。fallback 函数默认需要和原方法在同一个类中。若希望使用其他类的函数，则可以指定 fallbackClass 为对应的类的 Class 对象，注意对应的函数必需为 static 函数，否则无法解析。
  • defaultFallback（since 1.6.0）：默认的 fallback 函数名称，可选项，通常用于通用的 fallback逻辑（即可以用于很多服务或方法）。默认 fallback 函数可以针对所以类型的异常（除了exceptionsToIgnore 里面排除掉的异常类型）进行处理。若同时配置了 fallback 和 defaultFallback，则只有 fallback 会生效。defaultFallback 函数签名要求：返回值类型必须与原函数返回值类型一致；方法参数列表需要为空，或者可以额外多一个 Throwable 类型的参数用于接收对应的异常。defaultFallback 函数默认需要和原方法在同一个类中。若希望使用其他类的函数，则可以指定fallbackClass 为对应的类的 Class 对象，注意对应的函数必需为 static 函数，否则无法解析。
  • exceptionsToIgnore（since 1.6.0）：用于指定哪些异常被排除掉，不会计入异常统计中，也不会进入 fallback 逻辑中，而是会原样抛出。

文章来源:https://blog.csdn.net/qq_44114187/article/details/135440410
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