Spring Cloud Alibaba：Sentinel实现熔断与限流

摘要

Spring Cloud Alibaba 致力于提供微服务开发的一站式解决方案，Sentinel 作为其核心组件之一，具有熔断与限流等一系列服务保护功能，本文将对其用法进行详细介绍。

Sentinel简介

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具有如下特性:

丰富的应用场景：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，可以实时熔断下游不可用应用；
完备的实时监控：同时提供实时的监控功能。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：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；
完善的 SPI 扩展点：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。

安装Sentinel控制台

Sentinel控制台是一个轻量级的控制台应用，它可用于实时查看单机资源监控及集群资源汇总，并提供了一系列的规则管理功能，如流控规则、降级规则、热点规则等。

我们先从官网下载Sentinel，这里下载的是sentinel-dashboard-1.6.3.jar文件，下载地址：https://github.com/alibaba/Sentinel/releases
下载完成后在命令行输入如下命令运行Sentinel控制台：

java -jar sentinel-dashboard-1.6.3.jar

Sentinel控制台默认运行在8080端口上，登录账号密码均为-sentinel，通过如下地址可以进行访问：http://localhost:8080
Sentinel控制台可以查看单台机器的实时监控数据。

创建sentinel-service模块

这里我们创建一个sentinel-service模块，用于演示Sentinel的熔断与限流功能。

在pom.xml中添加相关依赖，这里我们使用Nacos作为注册中心，所以需要同时添加Nacos的依赖：

<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>
<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>

在application.yml中添加相关配置，主要是配置了Nacos和Sentinel控制台的地址：

server:port: 8401
spring:application:name: sentinel-servicecloud:nacos:discovery:server-addr: localhost:8848 #配置Nacos地址sentinel:transport:dashboard: localhost:8080 #配置sentinel dashboard地址port: 8719
service-url:user-service: http://nacos-user-service
management:endpoints:web:exposure:include: '*'

限流功能

Sentinel Starter 默认为所有的 HTTP 服务提供了限流埋点，我们也可以通过使用@SentinelResource来自定义一些限流行为。

创建RateLimitController类

用于测试熔断和限流功能。

/*** 限流功能* Created by macro on 2019/11/7.*/
@RestController
@RequestMapping("/rateLimit")
public class RateLimitController {/*** 按资源名称限流，需要指定限流处理逻辑*/@GetMapping("/byResource")@SentinelResource(value = "byResource",blockHandler = "handleException")public CommonResult byResource() {return new CommonResult("按资源名称限流", 200);}/*** 按URL限流，有默认的限流处理逻辑*/@GetMapping("/byUrl")@SentinelResource(value = "byUrl",blockHandler = "handleException")public CommonResult byUrl() {return new CommonResult("按url限流", 200);}public CommonResult handleException(BlockException exception){return new CommonResult(exception.getClass().getCanonicalName(),200);}}

根据资源名称限流

我们可以根据@SentinelResource注解中定义的value（资源名称）来进行限流操作，但是需要指定限流处理逻辑。
流控规则可以在Sentinel控制台进行配置，由于我们使用了Nacos注册中心，我们先启动Nacos和sentinel-service；

由于Sentinel采用的懒加载规则，需要我们先访问下接口，Sentinel控制台中才会有对应服务信息，我们先访问下该接口：http://localhost:8401/rateLimit/byResource
在Sentinel控制台配置流控规则，根据@SentinelResource注解的value值：
快速访问上面的接口，可以发现返回了自己定义的限流处理信息

根据URL限流

我们还可以通过访问的URL来限流，会返回默认的限流处理信息。

在Sentinel控制台配置流控规则，使用访问的URL：
多次访问该接口，会返回默认的限流处理结果：http://localhost:8401/rateLimit/byUrl

自定义限流处理逻辑

我们可以自定义通用的限流处理逻辑，然后在@SentinelResource中指定。

创建CustomBlockHandler类用于自定义限流处理逻辑：

/*** Created by macro on 2019/11/7.*/
public class CustomBlockHandler {public CommonResult handleException(BlockException exception){return new CommonResult("自定义限流信息",200);}
}
复制代码
在RateLimitController中使用自定义限流处理逻辑：
/*** 限流功能* Created by macro on 2019/11/7.*/
@RestController
@RequestMapping("/rateLimit")
public class RateLimitController {/*** 自定义通用的限流处理逻辑*/@GetMapping("/customBlockHandler")@SentinelResource(value = "customBlockHandler", blockHandler = "handleException",blockHandlerClass = CustomBlockHandler.class)public CommonResult blockHandler() {return new CommonResult("限流成功", 200);}}

熔断功能

Sentinel 支持对服务间调用进行保护，对故障应用进行熔断操作，这里我们使用RestTemplate来调用nacos-user-service服务所提供的接口来演示下该功能。

首先我们需要使用@SentinelRestTemplate来包装下RestTemplate实例：

/*** Created by macro on 2019/8/29.*/
@Configuration
public class RibbonConfig {@Bean@SentinelRestTemplatepublic RestTemplate restTemplate(){return new RestTemplate();}
}
复制代码
添加CircleBreakerController类，定义对nacos-user-service提供接口的调用：
/*** 熔断功能* Created by macro on 2019/11/7.*/
@RestController
@RequestMapping("/breaker")
public class CircleBreakerController {private Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(CircleBreakerController.class);@Autowiredprivate RestTemplate restTemplate;@Value("${service-url.user-service}")private String userServiceUrl;@RequestMapping("/fallback/{id}")@SentinelResource(value = "fallback",fallback = "handleFallback")public CommonResult fallback(@PathVariable Long id) {return restTemplate.getForObject(userServiceUrl + "/user/{1}", CommonResult.class, id);}@RequestMapping("/fallbackException/{id}")@SentinelResource(value = "fallbackException",fallback = "handleFallback2", exceptionsToIgnore = {NullPointerException.class})public CommonResult fallbackException(@PathVariable Long id) {if (id == 1) {throw new IndexOutOfBoundsException();} else if (id == 2) {throw new NullPointerException();}return restTemplate.getForObject(userServiceUrl + "/user/{1}", CommonResult.class, id);}public CommonResult handleFallback(Long id) {User defaultUser = new User(-1L, "defaultUser", "123456");return new CommonResult<>(defaultUser,"服务降级返回",200);}public CommonResult handleFallback2(@PathVariable Long id, Throwable e) {LOGGER.error("handleFallback2 id:{},throwable class:{}", id, e.getClass());User defaultUser = new User(-2L, "defaultUser2", "123456");return new CommonResult<>(defaultUser,"服务降级返回",200);}
}

启动nacos-user-service和sentinel-service服务：
由于我们并没有在nacos-user-service中定义id为4的用户，所有访问如下接口会返回服务降级结果：http://localhost:8401/breaker/fallback/4

{"data": {"id": -1,"username": "defaultUser","password": "123456"},"message": "服务降级返回","code": 200
}

由于我们使用了exceptionsToIgnore参数忽略了NullPointerException，所以我们访问接口报空指针时不会发生服务降级：http://localhost:8401/breaker/fallbackException/2

与Feign结合使用

Sentinel也适配了Feign组件，我们使用Feign来进行服务间调用时，也可以使用它来进行熔断。

首先我们需要在pom.xml中添加Feign相关依赖：

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

在application.yml中打开Sentinel对Feign的支持：

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

在应用启动类上添加@EnableFeignClients启动Feign的功能；
创建一个UserService接口，用于定义对nacos-user-service服务的调用：

/*** Created by macro on 2019/9/5.*/
@FeignClient(value = "nacos-user-service",fallback = UserFallbackService.class)
public interface UserService {@PostMapping("/user/create")CommonResult create(@RequestBody User user);@GetMapping("/user/{id}")CommonResult<User> getUser(@PathVariable Long id);@GetMapping("/user/getByUsername")CommonResult<User> getByUsername(@RequestParam String username);@PostMapping("/user/update")CommonResult update(@RequestBody User user);@PostMapping("/user/delete/{id}")CommonResult delete(@PathVariable Long id);
}

创建UserFallbackService类实现UserService接口，用于处理服务降级逻辑：

/*** Created by macro on 2019/9/5.*/
@Component
public class UserFallbackService implements UserService {@Overridepublic CommonResult create(User user) {User defaultUser = new User(-1L, "defaultUser", "123456");return new CommonResult<>(defaultUser,"服务降级返回",200);}@Overridepublic CommonResult<User> getUser(Long id) {User defaultUser = new User(-1L, "defaultUser", "123456");return new CommonResult<>(defaultUser,"服务降级返回",200);}@Overridepublic CommonResult<User> getByUsername(String username) {User defaultUser = new User(-1L, "defaultUser", "123456");return new CommonResult<>(defaultUser,"服务降级返回",200);}@Overridepublic CommonResult update(User user) {return new CommonResult("调用失败，服务被降级",500);}@Overridepublic CommonResult delete(Long id) {return new CommonResult("调用失败，服务被降级",500);}
}

在UserFeignController中使用UserService通过Feign调用nacos-user-service服务中的接口：

/*** Created by macro on 2019/8/29.*/
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserFeignController {@Autowiredprivate UserService userService;@GetMapping("/{id}")public CommonResult getUser(@PathVariable Long id) {return userService.getUser(id);}@GetMapping("/getByUsername")public CommonResult getByUsername(@RequestParam String username) {return userService.getByUsername(username);}@PostMapping("/create")public CommonResult create(@RequestBody User user) {return userService.create(user);}@PostMapping("/update")public CommonResult update(@RequestBody User user) {return userService.update(user);}@PostMapping("/delete/{id}")public CommonResult delete(@PathVariable Long id) {return userService.delete(id);}
}

调用如下接口会发生服务降级，返回服务降级处理信息：
http://localhost:8401/user/4

{"data": {"id": -1,"username": "defaultUser","password": "123456"},"message": "服务降级返回","code": 200
}

使用Nacos存储规则

默认情况下，当我们在Sentinel控制台中配置规则时，控制台推送规则方式是通过API将规则推送至客户端并直接更新到内存中。一旦我们重启应用，规则将消失。下面我们介绍下如何将配置规则进行持久化，以存储到Nacos为例。

原理示意图

首先我们直接在配置中心创建规则，配置中心将规则推送到客户端；
Sentinel控制台也从配置中心去获取配置信息。

功能演示

先在pom.xml中添加相关依赖：

<dependency><groupId>com.alibaba.csp</groupId><artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId>
</dependency>

修改application.yml配置文件，添加Nacos数据源配置：

spring:cloud:sentinel:datasource:ds1:nacos:server-addr: localhost:8848dataId: ${spring.application.name}-sentinelgroupId: DEFAULT_GROUPdata-type: jsonrule-type: flow

在Nacos中添加配置：
添加配置信息如下：

[{"resource": "/rateLimit/byUrl","limitApp": "default","grade": 1,"count": 1,"strategy": 0,"controlBehavior": 0,"clusterMode": false}
]

参考资料

Spring Cloud Alibaba 官方文档：https://github.com/alibaba/spring-cloud-alibaba/wiki

使用到的模块

springcloud-learning
├── nacos-user-service -- 注册到nacos的提供User对象CRUD接口的服务
└── sentinel-service -- sentinel功能测试服务

项目源码地址

https://github.com/macrozheng/springcloud-learning

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