SpringCloud Alibaba - Sentinel篇

码农世界 2024-05-30 后端 94 次浏览 0个评论

一、Sentinel快速入门

Sentinel官网地址：https://sentinelguard.io/zh-cn/index.html

Sentinel项目地址：https://github.com/alibaba/Sentinel

Sentinel是阿里巴巴开源的一款微服务流量治理组件，主要以流量为切入点，从流量限流、熔断降级、系统负载保护等多个维度来帮助开发者保障微服务的稳定性。（对标产品：Springcloud Hystrix 豪猪哥）

Sentinel分为两个部分:

核心库（Java客户端）：该jar包不依赖任何框架，能够运行于 Java 8 及以上版本，同时对 Dubbo / Spring Cloud 等框架也有较好的支持。

控制台（Dashboard）：相当于是Sentinel框架的管理中心，可以通过图形化界面对Sentinel进行配置、监控（可以对服务的流量、请求、响应等指标进行监控）等操作，从而更好地保障应用的稳定性和可靠性。

两款熔断框架对比：

功能	Sentinel	Hystrix（豪猪哥）
线程隔离	信号量隔离	线程池隔离/信号量隔离
熔断策略	基于慢调用比例或异常比例	基于异常比例
限流	基于QPS,支持流量整形	有限的支持
Fallback	支持	支持
控制台	开箱即用，可配置规则、查看秒级监控、机器发现等	不完善
配置方式	基于控制台，重启后失效	基于注解或配置文件，永久生效

1. 启动sentinel-dashboard控制台

通过可视化更方便操作Sentinel。

1、下载sentinel-dashboard的jar包：https://github.com/alibaba/Sentinel/releases/tag/1.8.6

2、使用命令行运行jar包的方式启动控制台：（或者构建镜像丢到容器中启动）

java -Dserver.port=8090 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8090 -Dproject.name=sentinel-dashboard -jar sentinel-dashboard-1.8.6.jar

参数介绍：

-Dserver.port=8090：指定Sentinel控制台程序的端口为8090。
-Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8090：Sentinel控制台的访问地址，客户端会自动向该地址发送心跳包。
-Dproject.name=sentinel-dashboard：指定Sentinel控制台程序显示的名称。

文档地址：https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki/%E5%90%AF%E5%8A%A8%E9%85%8D%E7%BD%AE%E9%A1%B9

3、访问sentinel的控制台：http://localhost:8090/，默认账号/密码：都是sentinel。

登录成功后，便可查看控制台内部信息，默认会监控sentinel-dashboard服务本身：

2. 构建微服务环境

数据库准备：

CREATE DATABASE cloud_demo DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4;
use cloud_demo;
DROP TABLE IF EXISTS `tb_user`;
CREATE TABLE `tb_user`  (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `username` varchar(100) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL COMMENT '收件人',
  `address` varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL COMMENT '地址',
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
  UNIQUE INDEX `username`(`username`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 109 CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Compact;
INSERT INTO `tb_user` VALUES (1, '潘掌柜', '黑龙江省牡丹江市');
INSERT INTO `tb_user` VALUES (2, '文二狗', '陕西省西安市');
INSERT INTO `tb_user` VALUES (3, '华沉鱼', '湖北省十堰市');
INSERT INTO `tb_user` VALUES (4, '张必沉', '天津市');
INSERT INTO `tb_user` VALUES (5, '郑爽爽', '辽宁省沈阳市大东区');
INSERT INTO `tb_user` VALUES (6, 'kunkun', '山东省青岛市');
DROP TABLE IF EXISTS `tb_order`;
CREATE TABLE `tb_order`  (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '订单id',
  `user_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '用户id',
  `name` varchar(100) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL COMMENT '商品名称',
  `price` bigint(20) NOT NULL COMMENT '商品价格',
  `num` int(10) NULL DEFAULT 0 COMMENT '商品数量',
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
  UNIQUE INDEX `username`(`name`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 109 CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Compact;
INSERT INTO `tb_order` VALUES (101, 1, 'Apple 苹果 iPhone 12 ', 699900, 1);
INSERT INTO `tb_order` VALUES (102, 2, '雅迪 yadea 新国标电动车', 209900, 1);
INSERT INTO `tb_order` VALUES (103, 3, '骆驼（CAMEL）休闲运动鞋女', 43900, 1);
INSERT INTO `tb_order` VALUES (104, 4, '小米10 双模5G 骁龙865', 359900, 1);
INSERT INTO `tb_order` VALUES (105, 5, 'OPPO Reno3 Pro 双模5G 视频双防抖', 299900, 1);
INSERT INTO `tb_order` VALUES (106, 6, '美的（Midea) 新能效 冷静星II ', 544900, 1);
INSERT INTO `tb_order` VALUES (107, 2, '西昊/SIHOO 人体工学电脑椅子', 79900, 1);
INSERT INTO `tb_order` VALUES (108, 3, '梵班（FAMDBANN）休闲男鞋', 31900, 1);

2.1 创建父工程

springboot版本2.7.12，springcloud版本2021.0.3。

创建maven工程，删除src目录，并向pom文件中引入一些依赖：



    4.0.0
    cn.z3inc
    sentinel-demo
    pom
    1.0
    
    
        org.springframework.boot
        spring-boot-starter-parent
        2.7.12
         
    
    
        8
        8
        UTF-8
        1.18.20
        2021.0.3
        2021.0.4.0
        3.4.3
        5.8.11
        8.0.23
    
    
    
        
            
            
                org.springframework.cloud
                spring-cloud-dependencies
                ${spring-cloud.version}
                pom
                import
            
            
            
                com.alibaba.cloud
                spring-cloud-alibaba-dependencies
                ${spring-cloud-alibaba.version}
                pom
                import
            
            
            
                mysql
                mysql-connector-java
                ${mysql.version}
            
            
            
                com.baomidou
                mybatis-plus-boot-starter
                ${mybatis-plus.version}
            
            
            
                cn.hutool
                hutool-all
                ${hutool.version}
            
        
    
    
        
        
            org.projectlombok
            lombok
            ${org.projectlombok.version}
        
        
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-test
            test
        
    
   
    
        
        
            org.apache.maven.plugins
            maven-surefire-plugin
            
                true

2.2 创建用户微服务

1、创建用户模块

2、引入依赖：



    4.0.0
    
        cn.z3inc
        sentinel-demo
        1.0
    
    user-service
    
        8
        8
        UTF-8
    
    
        
        
            com.alibaba.cloud
            spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery
        
        
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-test
        
        
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-web
        
        
        
            mysql
            mysql-connector-java
        
        
        
            com.baomidou
            mybatis-plus-boot-starter
        
        
        
            org.projectlombok
            lombok
        
        
        
            cn.hutool
            hutool-all
        
    
    
    
        
            
                org.springframework.boot
                spring-boot-maven-plugin

3、编写application.yml文件配置：

server:
  port: 9001
spring:
  application:
    name: user-service #服务名称
  cloud:
    nacos:
      # nacos注册中心配置
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848 #nacos服务器地址
  # 数据库配置
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/cloud_demo?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true&serverTimezone=Asia/Shanghai
    username: root
    password: 123456
# mp配置
mybatis-plus:
  mmapper-locations: classpath:mapper/*.xml #mapper配置文件存放路径
  type-aliases-package: cn.z3inc.user.pojo # 类型别名（实体类所在包）
  configuration:
    log-impl: org.apache.ibatis.logging.stdout.StdOutImpl  #配置标准sql输出
    map-underscore-to-camel-case: true #开启驼峰映射
#日志级别
logging:
  level:
    cn.z3inc: debug
  pattern:
    dateformat: MM-dd HH:mm:ss:SSS # 格式化输出日期

4、编写启动类：

@SpringBootApplication
@MapperScan("cn.z3inc.user.mapper")
public class UserServiceApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(UserServiceApplication.class, args);
    }
}

5、编写业务：

实体类：

package cn.z3inc.user.pojo;
import lombok.Data;
@Data
public class User {
    private Long id;
    private String username;
    private String address;
}

mapper接口：

package cn.z3inc.user.mapper;
import cn.z3inc.user.pojo.User;
import com.baomidou.mybatisplus.core.mapper.BaseMapper;
import org.apache.ibatis.annotations.Mapper;
@Mapper
public interface UserMapper extends BaseMapper {
    
}

service接口：

package cn.z3inc.user.service;
import cn.z3inc.user.pojo.User;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.IService;
public interface UserService extends IService {
}

package cn.z3inc.user.service.impl;
import cn.z3inc.user.mapper.UserMapper;
import cn.z3inc.user.pojo.User;
import cn.z3inc.user.service.UserService;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.impl.ServiceImpl;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class UserServiceImpl extends ServiceImpl implements UserService {
}

controller:

package cn.z3inc.user.controller;
import cn.z3inc.user.pojo.User;
import cn.z3inc.user.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {
    @Autowired
    private UserService userService;
    /**
     * 根据ID获取用户信息
     *
     * @param id 用户ID
     * @return
     */
    @GetMapping("/{id}")
    public User findById(@PathVariable("id") Long id) {
        return userService.getById(id);
    }
    /**
     * 修改用户信息
     *
     * @param user 用户信息
     */
    @PutMapping("/update")
    public void updateUser(@RequestBody User user) {
        userService.updateById(user);
    }
    /**
     * 根据ID删除用户
     *
     * @param id
     * @return
     */
    @DeleteMapping("/{id}")
    public void deleteUser(@PathVariable("id") Long id) {
        userService.removeById(id);
    }
    /**
     *  新增用户
     * @param user
     */
    @PostMapping("/save")
    public void saveUser(@RequestBody User user) {
        userService.save(user);        
    }
}

6、启动nacos、用户微服务测试

.\startup.cmd -m standalone

2.3 创建订单微服务

1、创建订单模块

2、引入依赖：



    4.0.0
    
        cn.z3inc
        sentinel-demo
        1.0
    
    order-service
    
        8
        8
        UTF-8
    
    
        
        
            org.springframework.cloud
            spring-cloud-starter-openfeign
        
        
        
            org.springframework.cloud
            spring-cloud-starter-loadbalancer
        
        
        
            com.alibaba.cloud
            spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery
        
        
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-test
        
        
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-web
        
        
        
            mysql
            mysql-connector-java
        
        
        
            com.baomidou
            mybatis-plus-boot-starter
        
        
        
            org.projectlombok
            lombok
        
        
        
            cn.hutool
            hutool-all
        
    
    
    
        
            
                org.springframework.boot
                spring-boot-maven-plugin

3、编写application.yml配置：

server:
  port: 9001
spring:
  application:
    name: user-service #服务名称
  cloud:
    nacos:
      # nacos注册中心配置
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848 #nacos服务器地址
  # 数据库配置
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/cloud_demo?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true&serverTimezone=Asia/Shanghai
    username: root
    password: 123456
# mp配置
mybatis-plus:
  mmapper-locations: classpath:mapper/*.xml #mapper配置文件存放路径
  type-aliases-package: cn.z3inc.order.pojo # 类型别名（实体类所在包）
  configuration:
    log-impl: org.apache.ibatis.logging.stdout.StdOutImpl  #配置标准sql输出
    map-underscore-to-camel-case: true #开启驼峰映射
  global-config:
    db-config:
      id-type: auto # 主键策略
      table-prefix: tb_ # 表名前缀配置
#日志级别
logging:
  level:
    cn.z3inc: debug
  pattern:
    dateformat: MM-dd HH:mm:ss:SSS # 格式化输出日期

4、编写启动类：

package cn.z3inc.order;
import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.openfeign.EnableFeignClients;
@EnableFeignClients(basePackages = "cn.z3inc.order.feign") //开启feign远程调用
@SpringBootApplication
@MapperScan("cn.z3inc.order.mapper")
public class OrderServiceApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderServiceApplication.class, args);
    }
}

5、编写业务：

实体类：

//用户实体
@Data
public class User {
    private Long id;
    private String username;
    private String address;
}
// 订单实体
@Data
public class Order {
    private Long id;
    private String name;
    private Long price;
    private Integer num;
    private Long userId;
    @TableField(exist = false) // 排除数据表中不存在的字段
    private User user;
}

mapper接口：

package cn.z3inc.order.mapper;
import cn.z3inc.order.pojo.Order;
import com.baomidou.mybatisplus.core.mapper.BaseMapper;
import org.apache.ibatis.annotations.Mapper;
@Mapper
public interface OrderMapper extends BaseMapper {
}

service接口：

package cn.z3inc.order.service;
import cn.z3inc.order.pojo.Order;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.IService;
public interface OrderService extends IService {
    //根据id查订单
    Order findById(Long id);
}

feign接口：

package cn.z3inc.order.feign;
import cn.z3inc.order.pojo.User;
import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
/**
 *  用户服务Feign接口
 */
@FeignClient("user-service")//指定要调用的服务名称
public interface UserClient {
    /*
        主要是基于SpringMVC的注解来声明远程调用的信息，比如：
            - 服务名称：userservice
            - 请求方式：GET
            - 请求路径：/user/{id}
            - 请求参数：Long id
            - 返回值类型：User
     */
    // 定义远程调用方法
    // 通过id查用户
    @GetMapping("/user/{id}") //调用对应controller的方法路径
    User findById(@PathVariable("id") Long id);// @PathVariable注解一定要指定参数名称,否则会报错
}

service接口实现类：

@Service
public class OrderServiceImpl extends ServiceImpl implements OrderService {
    @Autowired
    private UserClient userClient;
    @Override
    public Order findById(Long id) {
        Order order = super.getById(id);
        User user = userClient.findById(order.getUserId());//微服务远程调用
        order.setUser(user);
        return order;
    }
}

controller:

package cn.z3inc.order.controller;
import cn.z3inc.order.pojo.Order;
import cn.z3inc.order.service.OrderService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
@RestController
@RequestMapping("/order")
public class OrderController {
    @Autowired
    private OrderService orderService;
    @GetMapping("/{orderId}")
    public Order findById(@PathVariable("orderId") Long orderId) {
        return orderService.findById(orderId);
    }
}

6、测试：

2.4 搭建网关微服务

1、创建网关模块

2、引入依赖：


    
    
        org.springframework.cloud
        spring-cloud-starter-gateway
    
    
    
        org.springframework.cloud
        spring-cloud-starter-loadbalancer
    
    
    
        com.alibaba.cloud
        spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery

3、修改application.yml配置：

server:
  port: 10010 # 网关的服务端口
spring:
  application:
    name: gateway # 服务名称
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848 # nacos服务地址
    # 网关的配置
    gateway:
      # 跨域配置
      globalcors:
        cors-configurations:
          '[/**]':
            allowed-origin-patterns: "*"
            allowed-headers: "*"
            allow-credentials: true
            allowed-methods:
              - GET
              - POST
              - DELETE
              - PUT
              - OPTION
      # 网关路由配置        
      routes: 
        - id: user-service # 路由id    
          uri: lb://user-service # 路由地址
          predicates: # 路由断言(匹配规则)
            - Path=/user/** 
        - id: order-service
          uri: lb://order-service
          predicates:
            - Path=/order/**

4、编写启动类：

package cn.z3inc.gateway;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
@SpringBootApplication
public class GatewayApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(GatewayApplication.class, args);
    }
}

5、测试：

3. 整合Sentinel

向订单微服中引入sentinel依赖，并连接sentinel-dashboard控制台进行监控。

1、引入sentinel依赖：



    com.alibaba.cloud 
    spring-cloud-starter-alibaba-sentinel

2、修改订单服务的application.yml文件，添加sentinel控制台配置：

spring:
  cloud: 
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8090 #控制台地址
      http-method-specify: true #开启请求方式前缀

3、重启订单微服务

4、访问订单微服务接口：http://localhost:9002/order/102

5、访问sentinel-dashboard控制台，查看订单服务请求资源：http://localhost:8090

簇点链路：就是项目内的调用链路。链路中被Sentinel监控的每个接口就是一个资源。默认情况下Sentinel会监控SpringMVC的每一个Endpoint(http接口)。限流、熔断等都是针对簇点链路中的资源设置的，而资源名默认就是接口的请求路径。

二、请求限流

请求限流：限制访问接口的请求的并发量，避免服务因流量激增出现故障。

也是在sentinel控制台中配置，点击指定簇点链路后面的流控按钮，便可做限流处理：

使用 JMeter做压测：

（1）为测试计划创建线程组

（2）为线程组添加http取样器：

（3）为http取样器添加监听报告：

（4）为http取样器添加查看结果树：

（5）执行测试

最后控制台查看监控结果：

可以看出这个接口，通过的QPS为6，拒绝的QPS为4，符合我们的预期。

三、线程隔离

限流可以降低服务器压力，尽量减少因并发流量引起的服务故障的概率，但并不能完全避免服务故障。一旦某个服务出现故障，我们必须隔离对这个服务的调用，避免发生雪崩。

线程隔离：也叫做舱壁模式，模拟船舱隔板的防水原理。通过限定每个业务使用的线程数量，将故障业务隔离，避免故障扩散。（好处：即使服务崩了损失一部分线程，也不会影响到整个 tomcat 的资源）

1. OpenFeign整合Sentinel

对订单服务的FeignClient接口做线程隔离。

修改订单服务的application.yml文件，配置开启Feign的sentinel功能：

feign:
  sentinel:
    enabled: true # 开启feign对sentinel的支持

重启订单服务，可以看到查询用户的FeignClient自动变成了一个簇点资源：

2. 配置线程隔离

给查询用户feign接口的簇点资源配置并发线程数：（最多使用5个线程）

执行JMeter测试脚步，每秒发送100个请求:

测试结果如下：

四、服务熔断

服务熔断：由断路器统计请求的异常比例或慢调用比例，如果超出阈值则会熔断该业务，则拦截该接口的请求。熔断期间，所有请求快速失败，全都走fallback降级逻辑，避免影响到当前服务。（Hystrix豪猪哥的做法：如果feign接口调不通，那就走feign接口实现类的逻辑，避免服务雪崩）

1. 编写降级逻辑

跟豪猪哥的用法类似。

触发限流或熔断后的请求不一定要直接报错，也可以返回一些默认数据或者友好提示，用户体验会更好。

通常为FeignClient编写失败后的降级逻辑有两种方式：

方式一：FallbackClass,无法对远程调用的异常做处理。
方式二：FallbackFactory,可以对远程调用的异常做处理（推荐使用）。

1、为订单服务的UserClient定义降级处理类，实现FallbackFactory接口。
```
package cn.z3inc.order.fallback;
import cn.z3inc.order.feign.UserClient;
import cn.z3inc.order.pojo.User;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.cloud.openfeign.FallbackFactory;
/**
 * UserClient降级处理类
 *
 */
@Slf4j
@Configuration
public class UserClientFallback implements FallbackFactory {
    // 定义userclient降级逻辑
    @Override
    public UserClient create(Throwable cause) {
        return new UserClient(){
            @Override
            public User findById(Long id) { 
                log.error("远程调用UserClient#findById方法出现异常，参数：{}", id, cause);
                return new User();
            }
        };
    }
}
```
2、创建一个配置类，把UserClientFallback注册为一个Bean：
```
package cn.z3inc.order.config;
import cn.z3inc.order.fallback.UserClientFallback;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
@Slf4j
public class DefaultFeignConfig {
    
    @Bean
    public UserClientFallback userClientFallback() {
        return new UserClientFallback();
    }
}
```
3、在UserClient中配置刚才创建的降级处理类：
```
/**
 *  用户服务Feign接口
 */
@FeignClient(value = "user-service", //指定要调用的服务名称
        configuration = DefaultFeignConfig.class, // 指定Feign的配置类
        fallbackFactory = UserClientFallback.class // 指定回退工厂类
)
public interface UserClient {
```
4、重启订单服务，将用户服务停掉&测试：

2. 服务熔断

当远程调用的服务挂掉后，直接走降级逻辑，避免影响到当前服务。也就是将feign接口进行熔断。当远程调用服务恢复正常后，再允许调用该接口。这其实就是断路器的工作模式了。

Sentinel中的断路器不仅可以统计某个接口的慢请求比例，还可以统计异常请求比例。当这些比例超出阈值时，就会熔断该接口，即拦截访问该接口的一切请求，降级处理；当该接口恢复正常时，再放行对于该接口的请求。
断路器的工作状态切换有一个状态机来控制：
状态机包括三个状态：
- closed：关闭状态，断路器放行所有请求，并开始统计异常比例、慢请求比例。超过阈值则切换到open状态
- open：打开状态，服务调用被熔断，访问被熔断服务的请求会被拒绝，快速失败，直接走降级逻辑。Open状态持续一段时间后会进入half-open状态
- half-open：半开状态，放行一次请求，根据执行结果来判断接下来的操作。
  - 请求成功：则切换到closed状态
  - 请求失败：则切换到open状态
    我们可以在控制台通过点击簇点链路后的熔断按钮来配置熔断策略：(持久化需要写到nacos配置文件里)
    
    这种是按照慢调用比例来做熔断，上述配置的含义是：
    - RT超过200毫秒的请求调用就是慢调用
    - 统计最近1000ms内的最少5次请求，如果慢调用比例不低于0.5，则触发熔断
    - 熔断持续时长20s
      
      使用jmeter测试：