Alibaba微服务组件Sentinel
分布式系统遇到的问题
1.sentinel服务雪崩
如果其中的下单服务不可用，就会出现线程池里所有线程都因等待响应而被阻塞，从而造成整个服务链路不可用，进而导致整个系统的服务雪崩，如图所示：
服务雪崩效应：因服务提供者的不可用导致服务调用者的不可用，并将不可用逐渐放大的过程，就叫服务雪崩效应。
导致服务不可用的原因：
在服务提供者不可用的时候，会出现大量重试的情况：用户重试、代码逻辑重试，这些重试最终导致：进一步加大请求流量。所以归根结底导致雪崩效应的最根本原因是：大量请求线程同步等待造成的资源耗尽。当服务调用者使用同步调用时，会产生大量的等待线程占用系统资源。一旦线程资源被耗尽，服务调用者提供的服务也将处于不可用状态，于是服务雪崩效应产生了。
2.解决方案
稳定性、恢复性
Reliability && Resilience
常见的容错机制：
1》超时机制
在不做任何处理的情况下，服务提供者不可用会导致消费者请求线程强制等待，而造成系统资源耗尽。加入超时机制，一旦超时，就释放资源。由于释放资源速度较快，一定程度上可以抑制资源耗尽的问题。
2》服务限流
3》隔离
原理：用户的请求将不再直接访问服务，而是通过线程池中的空闲线程来访问服务，如果线程池已满，则会进行降级处理，用户的请求不会被阻塞，至少可以看到一个执行结果(例如返回友好的提示信息)，而不是无休止的等待或者看到系统崩溃。
隔离前：
隔离后：
b) 信号隔离：
信号隔离也可以用于限制并发访问，防止阻塞扩散，与线程隔离最大不同在于执行依赖代码的线程依然是请求线程(该线程需要通过信号申请，如果客户端是可信的且可以快速返回，可以使用信号隔离替换线程隔离，降低开销。信号量的大小可以动态调整，线程池大小不可以。)
4》服务熔断
远程服务不稳定或网络抖动时暂时关闭，就叫服务熔断。现实世界的断路器大家肯定都很了解，断路器实时监控电路的情况，如果发现电路电流异常，就会跳闸，从而防止电路被烧毁。
软件世界的断路器可以这样理解：实时监测应用，如果发现在一定时间内失败次数/失败率达到一定阈值，就"跳闸"，断路器打开—此时，请求直接返回，而不去调用原本调用的逻辑。跳闸一段时间后(例如10秒)，断路器会进入半开状态，这是一个瞬间态，此时允许一次请求调用该逻辑，如果成功，则断路器关闭，应用正常调用；如果调用依然不成功，断路器继续回到打开状态，过段时间再进入半开状态尝试—通过"跳闸"，应用可以保护自己，而且避免浪费资源；而通过半开的设计，可实现应用的"自我修复"。
所以，同样的道理，当依赖的服务有大量超时时，在让新的请求去访问根本没有意义，只会无畏的消耗现有资源。比如我们设置了超时时间为1s，如果短时间内有大量请求在1s内都得不到响应，就意味着这个服务出现了异常，此时就没有必要再让其他的请求去访问这个依赖了，这个时候就应该使用断路器避免资源浪费。
5》服务降级
有服务熔断，必然要有服务降级。
所谓降级，就是当某个服务熔断之后，服务将不再被调用，此时客户端可以自己准备一个本地的fallback(回退)回调，返回一个缺省值。例如：(备用接口/缓存/mock数据)。这样做，虽然服务水平下降，但好歹可用，比直接挂掉要强，当然这也要看适合的业务场景。
sentinel介绍
1.Sentinel是什么
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是面向分布式服务架构的流量控制组件，主要以流量为切入点，从限流、流量整形、熔断降级、系统负载保护、热点防护等多个维度来帮助开发者保证微服务的稳定性。
源码地址：https://github.com/alibaba/Sentinel
官方文档：https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki
Sentinel具有以下特征：
1》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的应用等。
2》完备的实时监控：Sentinel同时提供实时监控功能。您可以在控制台中看到接入应用的单台机秒级数据，甚至500台以下规模的集群的汇总运行情况。
3》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、Dobbo、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。
4》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。
2.Sentinel和Hystrix对比
sentinel流控规则初体验
官网地址：https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki/
1.maven依赖
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.3.0.RELEASE</version>
</parent>
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<artifactId>sentinel-demo</artifactId>
<properties>
<maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
<maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
</properties>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<!--sentinel核心库-->
<dependency>
<groupId>com.alibaba.csp</groupId>
<artifactId>sentinel-core</artifactId>
<version>1.8.1</version>
</dependency>
<!--如果要使用@SentinelResource-->
<dependency>
<groupId>com.alibaba.csp</groupId>
<artifactId>sentinel-annotation-aspectj</artifactId>
<version>1.8.1</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<optional>true</optional>
</dependency>
</dependencies>
</project>
2.controller代码
@RestController
@Slf4j
public class HelloController {
private static final String RESOURCE_NAME = "hello";
private static final String USER_RESOURCE_NAME = "user";
private static final String DEGRADE_RESOURCE_NAME = "degrade";
/**
* 进行sentinel流控
* @return
*/
@RequestMapping(value = "/hello")
public String hello(){
Entry entry = null;
try {
//sentinel针对资源进行限制的
SphU.entry(RESOURCE_NAME);
//被保护的业务逻辑
String str = "hello world";
log.info("======" + str + "======");
return str;
}catch (BlockException e1){
//资源访问阻止，被限流或被降级
//进行相应的处理操作
log.info("block!");
return "被流控了！";
}catch (Exception ex){
//若需要配置降级规则，需要通过这种方式记录业务异常
Tracer.traceEntry(ex, entry);
}finally {
if(entry != null){
entry.exit();
}
}
return null;
}
/**
* spring 的初始化方法
*/
@PostConstruct //init-method
private static void initFlowRules(){
//流控规则
List<FlowRule> rules = new ArrayList<>();
//流控
FlowRule rule = new FlowRule();
//设置受保护的资源
rule.setResource(RESOURCE_NAME);
//设置流控规则 QPS
rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
//设置受保护的资源阈值
//Set limit QPS to 20.
rule.setCount(1);
rules.add(rule);
//通过@SentinelResource来定义资源并配置降级和流控的处理方法
/*FlowRule rule2 = new FlowRule();
//设置受保护的资源
rule2.setResource(USER_RESOURCE_NAME);
//设置流控规则QPS
rule2.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
//设置受保护的资源阈值
//Set limit QPS to 20.
rule2.setCount(1);
rules.add(rule2);*/
FlowRuleManager.loadRules(rules);
}
}
3.测试
sentinel — @SentinelResource使用
1.maven依赖
<!--如果要使用@SentinelResource-->
<dependency>
<groupId>com.alibaba.csp</groupId>
<artifactId>sentinel-annotation-aspectj</artifactId>
<version>1.8.1</version>
</dependency>
2.controller代码
@RestController
@Slf4j
public class HelloController {
private static final String RESOURCE_NAME = "hello";
private static final String USER_RESOURCE_NAME = "user";
private static final String DEGRADE_RESOURCE_NAME = "degrade";
/**
* spring 的初始化方法
*/
@PostConstruct //init-method
private static void initFlowRules(){
//流控规则
List<FlowRule> rules = new ArrayList<>();
//流控
FlowRule rule = new FlowRule();
//设置受保护的资源
rule.setResource(RESOURCE_NAME);
//设置流控规则 QPS
rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
//设置受保护的资源阈值
//Set limit QPS to 20.
rule.setCount(1);
rules.add(rule);
//通过@SentinelResource来定义资源并配置降级和流控的处理方法
FlowRule rule2 = new FlowRule();
//设置受保护的资源
rule2.setResource(USER_RESOURCE_NAME);
//设置流控规则QPS
rule2.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
//设置受保护的资源阈值
//Set limit QPS to 20.
rule2.setCount(1);
rules.add(rule2);
FlowRuleManager.loadRules(rules);
}
/**
* @SentinelResource 改善接口中资源定义和被流控降级后的处理方法
* 怎么使用： 1.添加依赖 <artifactId>sentinel-annotation-aspectj</artifactId>
* 2.配置bean---SentinelResourceAspect
* value 定义资源
* blockHandler 设置 流控降级后的处理方法(默认接口和该方法必须声明在同一个类)
* 如果不想在同一个类中，指定 blockHandlerClass = "" 但是方法必须是static
* fallback 当接口出现了异常，就可以交给fallback指定的方法进行处理
* blockHandler 如果和 fallback同时指定了，则blockHandler优先级更高
* exceptionsToIgnore = "", 排除哪些异常不处理
*
* @param id
* @return
*/
@RequestMapping("/user")
@SentinelResource(value = USER_RESOURCE_NAME
, fallback = "fallbackHandleForGetUser"
, blockHandler = "blockHandlerForGetUser")
public User getUser(String id){
int i = 1/0;
return new User("mu");
}
public User fallbackHandleForGetUser(String id, Throwable e){
e.printStackTrace();
return new User("异常处理！！！");
}
/**
* 注意：
* 1. 一定要public
* 2. 返回值一定要和源方法保证一致， 包含源方法的参数。
* 3. 可以在参数最后添加BlockException 可以区分是什么规则的处理方法
* @param id
* @param ex
* @return
*/
public User blockHandlerForGetUser(String id, BlockException ex){
ex.printStackTrace();
return new User("流控了！！！");
}
}
3.测试
sentinel降级规则初体验
1.controller代码
@RestController
@Slf4j
public class HelloController {
private static final String RESOURCE_NAME = "hello";
private static final String USER_RESOURCE_NAME = "user";
private static final String DEGRADE_RESOURCE_NAME = "degrade";
/**
* 初始化
*/
@PostConstruct
public void initDegradeRule(){
/**
* 降级规则 异常
*/
List<DegradeRule> degradeRules = new ArrayList<>();
DegradeRule degradeRule = new DegradeRule();
degradeRule.setResource(DEGRADE_RESOURCE_NAME);
//设置规则策略： 异常数
degradeRule.setGrade(RuleConstant.DEGRADE_GRADE_EXCEPTION_COUNT);
//触发熔断异常数： 2
degradeRule.setCount(2);
//触发熔断最小请求数： 2
degradeRule.setMinRequestAmount(2);
//统计时长，时间太短不好测 单位：ms
degradeRule.setStatIntervalMs(60*1000);
// 一分钟内： 执行了2次 出现了2次异常 就会触发熔断
//熔断持续时长：单位 秒
//一旦触发了熔断，再次请求对应的接口就会直接调用 降级方法。
//10秒过了之后 --- 半开状态： 恢复接口请求调用，如果第一次请求就异常，再次熔断，不会根据设置的条件进行判断
degradeRule.setTimeWindow(10);
degradeRules.add(degradeRule);
DegradeRuleManager.loadRules(degradeRules);
}
@RequestMapping("/degrade")
@SentinelResource(value = DEGRADE_RESOURCE_NAME,
entryType = EntryType.IN,
blockHandler = "blockHandlerForFb")
public User degrade(String id) throws InterruptedException{
//异常数/比例
throw new RuntimeException("异常");
/**
* 慢调用比例
*/
/*TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
return new User("正常");*/
}
public User blockHandlerForFb(String id, BlockException ex){
return new User("熔断降级！！");
}
}
2.测试