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Sentinel

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format edited this page Jan 4, 2019 · 38 revisions

Spring Cloud Alibaba Sentinel

Sentinel 介绍

随着微服务的流行，服务和服务之间的稳定性变得越来越重要。 Sentinel 以流量为切入点，从流量控制、熔断降级、系统负载保护等多个维度保护服务的稳定性。

Sentinel 具有以下特征:

  • 丰富的应用场景： Sentinel 承接了阿里巴巴近 10 年的双十一大促流量的核心场景，例如秒杀（即突发流量控制在系统容量可以承受的范围）、消息削峰填谷、实时熔断下游不可用应用等。

  • 完备的实时监控： Sentinel 同时提供实时的监控功能。您可以在控制台中看到接入应用的单台机器秒级数据，甚至 500 台以下规模的集群的汇总运行情况。

  • 广泛的开源生态： Sentinel 提供开箱即用的与其它开源框架/库的整合模块，例如与 Spring Cloud、Dubbo、gRPC 的整合。您只需要引入相应的依赖并进行简单的配置即可快速地接入 Sentinel。

  • 完善的 SPI 扩展点： Sentinel 提供简单易用、完善的 SPI 扩展点。您可以通过实现扩展点，快速的定制逻辑。例如定制规则管理、适配数据源等。

如何使用 Sentinel

如果要在您的项目中引入 Sentinel，使用 group ID 为 org.springframework.cloud 和 artifact ID 为 spring-cloud-starter-alibaba-sentinel 的 starter。

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

下面这个例子就是一个最简单的使用 Sentinel 的例子:

@SpringBootApplication
public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServiceApplication.class, args);
    }

}

@RestController
public class TestController {

    @GetMapping(value = "/hello")
    @SentinelResource("hello")
    public String hello() {
        return "Hello Sentinel";
    }

}

@SentinelResource 注解用来标识资源是否被限流、降级。上述例子上该注解的属性 'hello' 表示资源名。

@SentinelResource 还提供了其它额外的属性如 blockHandler，blockHandlerClass，fallback 用于表示限流或降级的操作，更多内容可以参考 Sentinel注解支持。

Sentinel 控制台

Sentinel 控制台提供一个轻量级的控制台，它提供机器发现、单机资源实时监控、集群资源汇总，以及规则管理的功能。您只需要对应用进行简单的配置，就可以使用这些功能。

注意: 集群资源汇总仅支持 500 台以下的应用集群，有大概 1 - 2 秒的延时。

dashboard
Figure 1. Sentinel Dashboard

开启该功能需要3个步骤：

获取控制台

您可以从 release 页面 下载最新版本的控制台 jar 包。

您也可以从最新版本的源码自行构建 Sentinel 控制台：

  • 下载 控制台 工程

  • 使用以下命令将代码打包成一个 fat jar: mvn clean package

启动控制台

Sentinel 控制台是一个标准的 SpringBoot 应用，以 SpringBoot 的方式运行 jar 包即可。

java -Dserver.port=8080 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8080 -Dproject.name=sentinel-dashboard -jar sentinel-dashboard.jar

如若8080端口冲突，可使用 -Dserver.port=新端口 进行设置。

配置控制台信息

application.yml
spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        port: 8719
        dashboard: localhost:8080

这里的 spring.cloud.sentinel.transport.port 端口配置会在应用对应的机器上启动一个 Http Server，该 Server 会与 Sentinel 控制台做交互。比如 Sentinel 控制台添加了1个限流规则，会把规则数据 push 给这个 Http Server 接收，Http Server 再将规则注册到 Sentinel 中。

更多 Sentinel 控制台的使用及问题参考： Sentinel控制台

Feign 支持

Sentinel 适配了 Feign 组件。如果想使用，除了引入 sentinel-starter 的依赖外还需要 2 个步骤：

  • 配置文件打开 sentinel 对 feign 的支持：feign.sentinel.enabled=true

  • 加入 feign starter 依赖触发 sentinel starter 的配置类生效： 

    <dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>

这是一个 FeignClient 对应的接口：

@FeignClient(name = "service-provider", fallback = EchoServiceFallback.class, configuration = FeignConfiguration.class)
public interface EchoService {
    @RequestMapping(value = "/echo/{str}", method = RequestMethod.GET)
    String echo(@PathVariable("str") String str);
}

class FeignConfiguration {
    @Bean
    public EchoServiceFallback echoServiceFallback() {
        return new EchoServiceFallback();
    }
}

class EchoServiceFallback implements EchoService {
    @Override
    public String echo(@PathVariable("str") String str) {
        return "echo fallback";
    }
}
Note
 Feign 对应的接口中的资源名策略定义：httpmethod:protocol://requesturl

EchoService 接口中方法 echo 对应的资源名为 GET:http://service-provider/echo/{str}。

请注意：@FeignClient 注解中的所有属性，Sentinel 都做了兼容。

RestTemplate 支持

Spring Cloud Alibaba Sentinel 支持对 RestTemplate 的服务调用使用 Sentinel 进行保护，在构造 RestTemplate bean的时候需要加上 @SentinelRestTemplate 注解。

@Bean
@SentinelRestTemplate(blockHandler = "handleException", blockHandlerClass = ExceptionUtil.class)
public RestTemplate restTemplate() {
    return new RestTemplate();
}

@SentinelRestTemplate 注解的参数支持限流(blockHandler, blockHandlerClass)和降级(fallback, fallbackClass)的处理。

其中 blockHandler 或 fallback 对应的方法必须是对应 blockHandlerClass 或 fallbackClass 中的静态方法。

该对应的方法参数跟 ClientHttpRequestInterceptor 接口中的参数一致，并多出了一个 BlockException 参数，且返回值是 ClientHttpResponse。

比如上述 ExceptionUtil 的 handleException 方法对应的声明如下：

public class ExceptionUtil {
    public static ClientHttpResponse handleException(HttpRequest request, byte[] body, ClientHttpRequestExecution execution, BlockException exception) {
        ...
    }
}

@SentinelRestTemplate 注解的限流(blockHandler, blockHandlerClass)和降级(fallback, fallbackClass)不强制填写，当被 Sentinel 熔断后，会返回 RestTemplate request block by sentinel 信息，或者也可以填写对应的方法自行处理。

Sentinel RestTemplate 限流的资源规则提供两种粒度：

  • schema://host:port/path：协议、主机、端口和路径

  • schema://host:port：协议、主机和端口

Note
 以 https://www.taobao.com/test 这个 url 为例。对应的资源名有两种粒度，分别是 https://www.taobao.com:80 以及 https://www.taobao.com:80/test

动态数据源支持

在我们的第一个版本 0.2.0.RELEASE 或 0.1.0.RELEASE 中的使用方式如下

需要3个步骤才可完成数据源的配置：

  • 配置文件中定义数据源信息。比如使用文件：

application.properties
spring.cloud.sentinel.datasource.type=file
spring.cloud.sentinel.datasource.recommendRefreshMs=3000
spring.cloud.sentinel.datasource.bufSize=4056196
spring.cloud.sentinel.datasource.charset=utf-8
spring.cloud.sentinel.datasource.converter=flowConverter
spring.cloud.sentinel.datasource.file=/Users/you/yourrule.json

  • 创建一个 Converter 类实现 com.alibaba.csp.sentinel.datasource.Converter 接口，并且需要在 ApplicationContext 中有该类的一个 Bean

@Component("flowConverter")
public class JsonFlowRuleListParser implements Converter<String, List<FlowRule>> {
	@Override
	public List<FlowRule> convert(String source) {
		return JSON.parseObject(source, new TypeReference<List<FlowRule>>() {
		});
	}
}

这个 Converter 的 bean name 需要跟 application.properties 配置文件中的 converter 配置一致

  • 在任意一个 Spring Bean 中定义一个被 @SentinelDataSource 注解修饰的 ReadableDataSource 属性

@SentinelDataSource("spring.cloud.sentinel.datasource")
private ReadableDataSource dataSource;

@SentinelDataSource 注解的 value 属性表示数据源在 application.properties 配置文件中前缀。 该在例子中，前缀为 spring.cloud.sentinel.datasource 。

如果 ApplicationContext 中存在超过1个 ReadableDataSource bean，那么不会加载这些 ReadableDataSource 中的任意一个。 只有在 ApplicationContext 存在一个 ReadableDataSource 的情况下才会生效。

如果数据源生效并且规则成功加载，控制台会打印类似如下信息：

[Sentinel Starter] load 3 flow rules

后面的版本，我们重新进行了设计，使用方式如下

只需要1个步骤就可完成数据源的配置：

  • 直接在 application.properties 配置文件中配置数据源信息即可

比如配置了4个数据源：

spring.cloud.sentinel.datasource.ds1.file.file=classpath: degraderule.json

spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.server-addr=localhost:8848
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.dataId=sentinel
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.groupId=DEFAULT_GROUP
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.data-type=json

spring.cloud.sentinel.datasource.ds3.zk.path = /Sentinel-Demo/SYSTEM-CODE-DEMO-FLOW
spring.cloud.sentinel.datasource.ds3.zk.server-addr = localhost:2181

spring.cloud.sentinel.datasource.ds4.apollo.namespace-name = application
spring.cloud.sentinel.datasource.ds4.apollo.flow-rules-key = sentinel
spring.cloud.sentinel.datasource.ds4.apollo.default-flow-rule-value = test

这样配置方式参考了 Spring Cloud Stream Binder 的配置，内部使用了 TreeMap 进行存储，comparator 为 String.CASE_INSENSITIVE_ORDER 。

Note
 d1, ds2, ds3, ds4 是 ReadableDataSource 的名字，可随意编写。后面的 file ，zk ，nacos , apollo 就是对应具体的数据源。 它们后面的配置就是这些数据源各自的配置。

每种数据源都有两个共同的配置项： data-type 和 converter-class 。

data-type 配置项表示 Converter，Spring Cloud Alibaba Sentinel 默认提供两种内置的值，分别是 json 和 xml (不填默认是json)。 如果不想使用内置的 json 或 xml 这两种 Converter，可以填写 custom 表示自定义 Converter，然后再配置 converter-class 配置项，该配置项需要写类的全路径名。

这两种内置的 Converter 只支持解析 json 数组 或 xml 数组。内部解析的时候会自动判断每个 json 对象或xml对象属于哪4种 Sentinel 规则(FlowRule，DegradeRule，SystemRule，AuthorityRule)。

比如10个规则数组里解析出5个限流规则和5个降级规则。 这种情况下该数据源不会注册，日志里页会进行警告。

如果10个规则里有9个限流规则，1个解析报错了。这种情况下日志会警告有个规则格式错误，另外9个限流规则会注册上去。

这里 json 或 xml 解析用的是 jackson。ObjectMapper 或 XmlMapper 使用默认的配置，遇到不认识的字段会解析报错。 因为不这样做的话限流 json 也会解析成 系统规则(系统规则所有的配置都有默认值)，所以需要这样严格解析。

当然还有一种情况是 json 对象或 xml 对象可能会匹配上所有4种规则(比如json对象里只配了 resource 字段，那么会匹配上4种规则)，这种情况下日志里会警告，并且过滤掉这个对象。

用户使用这种配置的时候只需要填写正确的json或xml就行，有任何不合理的信息都会在日志里打印出来。

如果数据源生效并且规则成功加载，控制台会打印类似如下信息：

[Sentinel Starter] DataSource ds1-sentinel-file-datasource load 3 DegradeRule
[Sentinel Starter] DataSource ds2-sentinel-nacos-datasource load 2 FlowRule
Note
 默认情况下，xml 格式是不支持的。需要添加 jackson-dataformat-xml 依赖后才会自动生效。

关于 Sentinel 动态数据源的实现原理，参考： 动态规则扩展

Endpoint 支持

在使用 Endpoint 特性之前需要在 Maven 中添加 spring-boot-starter-actuator 依赖，并在配置中允许 Endpoints 的访问。

  • Spring Boot 1.x 中添加配置 management.security.enabled=false。暴露的 endpoint 路径为 /sentinel

  • Spring Boot 2.x 中添加配置 management.endpoints.web.exposure.include=*。暴露的 endpoint 路径为 /actuator/sentinel

More

下表显示当应用的 ApplicationContext 中存在对应的Bean的类型时，会进行的一些操作：

存在Bean的类型 操作 作用

UrlCleaner

WebCallbackManager.setUrlCleaner(urlCleaner)

资源清理(资源（比如将满足 /foo/:id 的 URL 都归到 /foo/* 资源下）)

UrlBlockHandler

WebCallbackManager.setUrlBlockHandler(urlBlockHandler)

自定义限流处理逻辑

下表显示 Spring Cloud Alibaba Sentinel 的所有配置信息：

配置项 含义 默认值

spring.cloud.sentinel.enabled

Sentinel自动化配置是否生效

true

spring.cloud.sentinel.eager

取消Sentinel控制台懒加载

false

spring.cloud.sentinel.transport.port

应用与Sentinel控制台交互的端口，应用本地会起一个该端口占用的HttpServer

8721

spring.cloud.sentinel.transport.dashboard

Sentinel 控制台地址

spring.cloud.sentinel.transport.heartbeatIntervalMs

应用与Sentinel控制台的心跳间隔时间

spring.cloud.sentinel.filter.order

Servlet Filter的加载顺序。Starter内部会构造这个filter

Integer.MIN_VALUE

spring.cloud.sentinel.filter.spring.url-patterns

数据类型是数组。表示Servlet Filter的url pattern集合

/*

spring.cloud.sentinel.metric.charset

metric文件字符集

UTF-8

spring.cloud.sentinel.metric.fileSingleSize

Sentinel metric 单个文件的大小

spring.cloud.sentinel.metric.fileTotalCount

Sentinel metric 总文件数量

spring.cloud.sentinel.log.dir

Sentinel 日志文件所在的目录

spring.cloud.sentinel.log.switch-pid

Sentinel 日志文件名是否需要带上pid

false

spring.cloud.sentinel.servlet.blockPage

自定义的跳转 URL，当请求被限流时会自动跳转至设定好的 URL

spring.cloud.sentinel.flow.coldFactor

冷启动因子

3

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