SpringCloud Alibaba - Sentinel篇

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: 9001spring:  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;@Datapublic 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;@Mapperpublic 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;@Servicepublic 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: 9001spring:  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@Datapublic class User {    private Long id;    private String username;    private String address;}// 订单实体@Datapublic 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;@Mapperpublic 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：

    @Servicepublic 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;@SpringBootApplicationpublic 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@Configurationpublic 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;@Slf4jpublic 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

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      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：