Spring Cloud Alibaba:Sentinel實現熔斷與限流
Spring Cloud Alibaba 致力於提供微服務開發的一站式解決方案,Sentinel 作為其核心元件之一,具有熔斷與限流等一系列服務保護功能,本文將對其用法進行詳細介紹。
Sentinel簡介
隨著微服務的流行,服務和服務之間的穩定性變得越來越重要。Sentinel 以流量為切入點,從流量控制、熔斷降級、系統負載保護等多個維度保護服務的穩定性。
Sentinel具有如下特性:
-
豐富的應用場景:承接了阿里巴巴近 10 年的雙十一大促流量的核心場景,例如秒殺,可以實時熔斷下游不可用應用;
-
完備的實時監控:同時提供實時的監控功能。可以在控制檯中看到接入應用的單臺機器秒級資料,甚至 500 臺以下規模的叢集的彙總執行情況;
-
廣泛的開源生態:提供開箱即用的與其它開源框架/庫的整合模組,例如與 Spring Cloud、Dubbo、gRPC 的整合;
-
完善的 SPI 擴充套件點:提供簡單易用、完善的 SPI 擴充套件點。您可以通過實現擴充套件點,快速的定製邏輯。
安裝Sentinel控制檯
Sentinel控制檯是一個輕量級的控制檯應用,它可用於實時檢視單機資源監控及叢集資源彙總,並提供了一系列的規則管理功能,如流控規則、降級規則、熱點規則等。
-
我們先從官網下載Sentinel,這裡下載的是
sentinel-dashboard-1.6.3.jar
檔案,下載地址:https://github.com/alibaba/Sentinel/releases -
下載完成後在命令列輸入如下命令執行Sentinel控制檯:
java -jar sentinel-dashboard-1.6.3.jar
-
Sentinel控制檯預設執行在8080埠上,登入賬號密碼均為
sentinel
,通過如下地址可以進行訪問:http://localhost:8080
-
Sentinel控制檯可以檢視單臺機器的實時監控資料。
建立sentinel-service模組
這裡我們建立一個sentinel-service模組,用於演示Sentinel的熔斷與限流功能。
-
在pom.xml中新增相關依賴,這裡我們使用Nacos作為註冊中心,所以需要同時新增Nacos的依賴:
<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中新增相關配置,主要是配置了Nacos和Sentinel控制檯的地址:
server:
port: 8401
spring:
application:
name: sentinel-service
cloud:
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 預設為所有的 HTTP 服務提供了限流埋點,我們也可以通過使用@SentinelResource來自定義一些限流行為。
建立RateLimitController類
用於測試熔斷和限流功能。
/**
* 限流功能
* Created by macro on 2019/11/7.
*/
@RestController
@RequestMapping("/rateLimit")
public class RateLimitController {
/**
* 按資源名稱限流,需要指定限流處理邏輯
*/
@GetMapping("/byResource")
@SentinelResource(value = "byResource",blockHandler = "handleException")
public CommonResult byResource() {
return new CommonResult("按資源名稱限流", 200);
}
/**
* 按URL限流,有預設的限流處理邏輯
*/
@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);
}
}
根據資源名稱限流
我們可以根據@SentinelResource註解中定義的value(資源名稱)來進行限流操作,但是需要指定限流處理邏輯。
-
流控規則可以在Sentinel控制檯進行配置,由於我們使用了Nacos註冊中心,我們先啟動Nacos和sentinel-service;
-
由於Sentinel採用的懶載入規則,需要我們先訪問下介面,Sentinel控制檯中才會有對應服務資訊,我們先訪問下該介面:http://localhost:8401/rateLimit/byResource
-
在Sentinel控制檯配置流控規則,根據@SentinelResource註解的value值:
-
快速訪問上面的介面,可以發現返回了自己定義的限流處理資訊:
根據URL限流
我們還可以通過訪問的URL來限流,會返回預設的限流處理資訊。
-
在Sentinel控制檯配置流控規則,使用訪問的URL:
-
多次訪問該介面,會返回預設的限流處理結果:http://localhost:8401/rateLimit/byUrl
自定義限流處理邏輯
我們可以自定義通用的限流處理邏輯,然後在@SentinelResource中指定。
-
建立CustomBlockHandler類用於自定義限流處理邏輯:
/**
* Created by macro on 2019/11/7.
*/
public class CustomBlockHandler {
public CommonResult handleException(BlockException exception){
return new CommonResult("自定義限流資訊",200);
}
}
-
在RateLimitController中使用自定義限流處理邏輯:
/**
* 限流功能
* Created by macro on 2019/11/7.
*/
@RestController
@RequestMapping("/rateLimit")
public class RateLimitController {
/**
* 自定義通用的限流處理邏輯
*/
@GetMapping("/customBlockHandler")
@SentinelResource(value = "customBlockHandler", blockHandler = "handleException",blockHandlerClass = CustomBlockHandler.class)
public CommonResult blockHandler() {
return new CommonResult("限流成功", 200);
}
}
熔斷功能
Sentinel 支援對服務間呼叫進行保護,對故障應用進行熔斷操作,這裡我們使用RestTemplate來呼叫nacos-user-service服務所提供的介面來演示下該功能。
-
首先我們需要使用@SentinelRestTemplate來包裝下RestTemplate例項:
/**
* Created by macro on 2019/8/29.
*/
@Configuration
public class RibbonConfig {
@Bean
@SentinelRestTemplate
public RestTemplate restTemplate(){
return new RestTemplate();
}
}
-
新增CircleBreakerController類,定義對nacos-user-service提供介面的呼叫:
/**
* 熔斷功能
* Created by macro on 2019/11/7.
*/
@RestController
@RequestMapping("/breaker")
public class CircleBreakerController {
private Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(CircleBreakerController.class);
@Autowired
private 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,"服務降級返回",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,"服務降級返回",200);
}
}
-
啟動nacos-user-service和sentinel-service服務:
-
由於我們並沒有在nacos-user-service中定義id為4的使用者,所有訪問如下介面會返回服務降級結果:http://localhost:8401/breaker/fallback/4
{
"data": {
"id": -1,
"username": "defaultUser",
"password": "123456"
},
"message": "服務降級返回",
"code": 200
}
-
由於我們使用了exceptionsToIgnore引數忽略了NullPointerException,所以我們訪問介面報空指標時不會發生服務降級:http://localhost:8401/breaker/fallbackException/2
與Feign結合使用
Sentinel也適配了Feign元件,我們使用Feign來進行服務間呼叫時,也可以使用它來進行熔斷。
-
首先我們需要在pom.xml中新增Feign相關依賴:
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>
-
在application.yml中開啟Sentinel對Feign的支援:
feign:
sentinel:
enabled: true #開啟sentinel對feign的支援
-
在應用啟動類上新增@EnableFeignClients啟動Feign的功能;
-
建立一個UserService介面,用於定義對nacos-user-service服務的呼叫:
/**
* 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);
}
-
建立UserFallbackService類實現UserService介面,用於處理服務降級邏輯:
/**
* Created by macro on 2019/9/5.
*/
@Component
public class UserFallbackService implements UserService {
@Override
public CommonResult create(User user) {
User defaultUser = new User(-1L, "defaultUser", "123456");
return new CommonResult<>(defaultUser,"服務降級返回",200);
}
@Override
public CommonResult<User> getUser(Long id) {
User defaultUser = new User(-1L, "defaultUser", "123456");
return new CommonResult<>(defaultUser,"服務降級返回",200);
}
@Override
public CommonResult<User> getByUsername(String username) {
User defaultUser = new User(-1L, "defaultUser", "123456");
return new CommonResult<>(defaultUser,"服務降級返回",200);
}
@Override
public CommonResult update(User user) {
return new CommonResult("呼叫失敗,服務被降級",500);
}
@Override
public CommonResult delete(Long id) {
return new CommonResult("呼叫失敗,服務被降級",500);
}
}
-
在UserFeignController中使用UserService通過Feign呼叫nacos-user-service服務中的介面:
/**
* Created by macro on 2019/8/29.
*/
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserFeignController {
@Autowired
private 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);
}
}
-
呼叫如下介面會發生服務降級,返回服務降級處理資訊:http://localhost:8401/user/4
{
"data": {
"id": -1,
"username": "defaultUser",
"password": "123456"
},
"message": "服務降級返回",
"code": 200
}
使用Nacos儲存規則
預設情況下,當我們在Sentinel控制檯中配置規則時,控制檯推送規則方式是通過API將規則推送至客戶端並直接更新到記憶體中。一旦我們重啟應用,規則將消失。下面我們介紹下如何將配置規則進行持久化,以儲存到Nacos為例。
原理示意圖
-
首先我們直接在配置中心建立規則,配置中心將規則推送到客戶端;
-
Sentinel控制檯也從配置中心去獲取配置資訊。
功能演示
-
先在pom.xml中新增相關依賴:
<dependency>
<groupId>com.alibaba.csp</groupId>
<artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId>
</dependency>
-
修改application.yml配置檔案,新增Nacos資料來源配置:
spring:
cloud:
sentinel:
datasource:
ds1:
nacos:
server-addr: localhost:8848
dataId: ${spring.application.name}-sentinel
groupId: DEFAULT_GROUP
data-type: json
rule-type: flow
-
在Nacos中新增配置:
-
新增配置資訊如下:
[
{
"resource": "/rateLimit/byUrl",
"limitApp": "default",
"grade": 1,
"count": 1,
"strategy": 0,
"controlBehavior": 0,
"clusterMode": false
}
]
-
相關引數解釋:
-
resource:資源名稱;
-
limitApp:來源應用;
-
grade:閾值型別,0表示執行緒數,1表示QPS;
-
count:單機閾值;
-
strategy:流控模式,0表示直接,1表示關聯,2表示鏈路;
-
controlBehavior:流控效果,0表示快速失敗,1表示Warm Up,2表示排隊等待;
-
clusterMode:是否叢集。
-
-
發現Sentinel控制檯已經有了如下限流規則:
-
快速訪問測試介面,可以發現返回了限流處理資訊:
參考資料
Spring Cloud Alibaba 官方文件:https://github.com/alibaba/spring-cloud-alibaba/wiki
使用到的模組
springcloud-learning
├── nacos-user-service -- 註冊到nacos的提供User物件CRUD介面的服務
└── sentinel-service -- sentinel功能測試服務
專案原始碼地址
https://github.com/macrozheng/springcloud-learning
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