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sentinel微服务保护

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SpringCloud+RabbitMQ+Docker+Redis+搜索+分布式

文章目录

1.初识Sentinel

1.1.雪崩问题及解决方案

1.1.1.雪崩问题

微服务中,服务间调用关系错综复杂,一个微服务往往依赖于多个其它微服务。

1533829099748

如图,如果服务提供者I发生了故障,当前的应用的部分业务因为依赖于服务I,因此也会被阻塞。此时,其它不依赖于服务I的业务似乎不受影响。

1533829198240

但是,依赖服务I的业务请求被阻塞,用户不会得到响应,则tomcat的这个线程不会释放,于是越来越多的用户请求到来,越来越多的线程会阻塞:

1533829307389

服务器支持的线程和并发数有限,请求一直阻塞,会导致服务器资源耗尽,从而导致所有其它服务都不可用,那么当前服务也就不可用了。

那么,依赖于当前服务的其它服务随着时间的推移,最终也都会变的不可用,形成级联失败,雪崩就发生了:

image-20210715172710340

1.1.2.超时处理

解决雪崩问题的常见方式有四种:

超时处理:设定超时时间,请求超过一定时间没有响应就返回错误信息,不会无休止等待

image-20210715172820438

1.1.3.仓壁模式

方案2:仓壁模式

仓壁模式来源于船舱的设计:

image-20210715172946352

船舱都会被隔板分离为多个独立空间,当船体破损时,只会导致部分空间进入,将故障控制在一定范围内,避免整个船体都被淹没。

于此类似,我们可以限定每个业务能使用的线程数,避免耗尽整个tomcat的资源,因此也叫线程隔离

image-20210715173215243

1.1.4.断路器

断路器模式:由断路器统计业务执行的异常比例,如果超出阈值则会熔断该业务,拦截访问该业务的一切请求。

断路器会统计访问某个服务的请求数量,异常比例:

image-20210715173327075

当发现访问服务D的请求异常比例过高时,认为服务D有导致雪崩的风险,会拦截访问服务D的一切请求,形成熔断:

image-20210715173428073

1.1.5.限流

流量控制:限制业务访问的QPS,避免服务因流量的突增而故障。

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1.1.6.总结

什么是雪崩问题?

  • 微服务之间相互调用,因为调用链中的一个服务故障,引起整个链路都无法访问的情况。

可以认为:

限流是对服务的保护,避免因瞬间高并发流量而导致服务故障,进而避免雪崩。是一种预防措施。

超时处理、线程隔离、降级熔断是在部分服务故障时,将故障控制在一定范围,避免雪崩。是一种补救措施。

1.2.服务保护技术对比

在SpringCloud当中支持多种服务保护技术:

早期比较流行的是Hystrix框架,但目前国内实用最广泛的还是阿里巴巴的Sentinel框架,这里我们做下对比:

SentinelHystrix
隔离策略信号量隔离线程池隔离/信号量隔离
熔断降级策略基于慢调用比例异常比例基于失败比率
实时指标实现滑动窗口滑动窗口(基于 RxJava)
规则配置支持多种数据源支持多种数据源
扩展性多个扩展点插件的形式
基于注解的支持支持支持
限流基于 QPS,支持基于调用关系的限流有限的支持
流量整形支持慢启动、匀速排队模式不支持
系统自适应保护支持不支持
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
常见框架的适配Servlet、Spring Cloud、Dubbo、gRPC 等Servlet、Spring Cloud Netflix

1.3.Sentinel介绍和安装

1.3.1.初识Sentinel

Sentinel是阿里巴巴开源的一款微服务流量控制组件。

官网地址

https://sentinelguard.io/zh-cn/index.html

image-20250116230356755

github地址

https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki/

image-20250116230515440

Sentinel特征

Sentinel 具有以下特征:

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、集群流量控制、实时熔断下游不可用应用等。

完备的实时监控:Sentinel 同时提供实时的监控功能。您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: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、Dubbo、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。

完善的 SPI 扩展点:Sentinel 提供简单易用、完善的 SPI 扩展接口。您可以通过实现扩展接口来快速地定制逻辑。例如定制规则管理、适配动态数据源等。

1.3.2.安装Sentinel

1)下载

sentinel官方提供了UI控制台,方便我们对系统做限流设置。大家可以在GitHub下载。

课前资料也提供了下载好的jar包:

image-20210715174252531

2)运行

将jar包放到任意非中文目录,执行命令:

java -jar sentinel-dashboard-1.8.1.jar

如果要修改Sentinel的默认端口、账户、密码,可以通过下列配置:

配置项默认值说明
server.port8080服务端口
sentinel.dashboard.auth.usernamesentinel默认用户名
sentinel.dashboard.auth.passwordsentinel默认密码

例如,修改端口:

java -Dserver.port=8090 -jar sentinel-dashboard-1.8.1.jar
3)访问

访问http://localhost:8080页面,就可以看到sentinel的控制台了:

image-20210715190827846

需要输入账号和密码,默认都是:sentinel

登录后,发现一片空白,什么都没有:

image-20210715191134448

这是因为我们还没有与微服务整合。

微服务整合Sentinel

引入cloud-demo

要使用Sentinel肯定要结合微服务,这里我们使用SpringCloud实用篇中的cloud-demo工程。没有的小伙伴可以在课前资料中找到:

image-20250116231638257

项目结构如下:

image-20250116231702619

父pom.xml

<?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">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>cn.itcast.demo</groupId>
    <artifactId>cloud-demo</artifactId>
    <version>1.0</version>
    <modules>
        <module>user-service</module>
        <module>order-service</module>
        <module>eureka-server</module>
        <module>feign-api</module>
        <module>gateway</module>
    </modules>

    <packaging>pom</packaging>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.3.9.RELEASE</version>
        <relativePath/>
    </parent>

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
        <java.version>1.8</java.version>
        <spring-cloud.version>Hoxton.SR8</spring-cloud.version>
        <mysql.version>5.1.47</mysql.version>
        <mybatis.version>2.1.1</mybatis.version>
    </properties>

    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <!-- springCloud -->
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-cloud.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
            <!--nacos的管理依赖-->
            <dependency>
                <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
                <version>2.2.5.RELEASE</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
            <!-- mysql驱动 -->
            <dependency>
                <groupId>mysql</groupId>
                <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
                <version>${mysql.version}</version>
            </dependency>
            <!--mybatis-->
            <dependency>
                <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
                <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
                <version>${mybatis.version}</version>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

gateway

1.pom.xml
<?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>
        <artifactId>cloud-demo</artifactId>
        <groupId>cn.itcast.demo</groupId>
        <version>1.0</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>gateway</artifactId>

    <properties>
        <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
    </properties>

    <dependencies>
        <!--nacos服务注册发现依赖-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
        <!--网关gateway依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <finalName>app</finalName>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>
2.application.yml
server:
  port: 10010
logging:
  level:
    cn.itcast: debug
  pattern:
    dateformat: MM-dd HH:mm:ss:SSS
spring:
  application:
    name: gateway
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848 # nacos地址
    gateway:
      routes:
        - id: user-service # 路由标示,必须唯一
          uri: lb://userservice # 路由的目标地址
          predicates: # 路由断言,判断请求是否符合规则
            - Path=/user/** # 路径断言,判断路径是否是以/user开头,如果是则符合
        - id: order-service
          uri: lb://orderservice
          predicates:
            - Path=/order/**
      default-filters:
        - AddRequestHeader=Truth,Itcast is freaking awesome!
3.AuthorizeFilter
// @Order(-1)
@Component
public class AuthorizeFilter implements GlobalFilter, Ordered {
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        // 1.获取请求参数
        ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
        MultiValueMap<String, String> params = request.getQueryParams();
        // 2.获取参数中的 authorization 参数
        String auth = params.getFirst("authorization");
        // 3.判断参数值是否等于 admin
        if ("admin".equals(auth)) {
            // 4.是,放行
            return chain.filter(exchange);
        }
        // 5.否,拦截
        // 5.1.设置状态码
        exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
        // 5.2.拦截请求
        return exchange.getResponse().setComplete();
    }

    @Override
    public int getOrder() {
        return -1;
    }
}

4.GatewayApplication
@SpringBootApplication
public class GatewayApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(GatewayApplication.class, args);
    }
}

user-service

1.pom.xml
<?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>
        <artifactId>cloud-demo</artifactId>
        <groupId>cn.itcast.demo</groupId>
        <version>1.0</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>user-service</artifactId>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        </dependency>
        <!--mybatis-->
        <dependency>
            <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
            <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
        <!--eureka客户端依赖-->
        <!--<dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
        </dependency>-->
        <!-- nacos客户端依赖包 -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
        <!--nacos的配置管理依赖-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <finalName>app</finalName>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>
2.boostrap.yml
spring:
  application:
    name: userservice
  profiles:
    active: dev # 环境
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848 # nacos地址
      config:
        file-extension: yaml # 文件后缀名
3.application.yml
server:
  port: 8081
spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/cloud_user?useSSL=false
    username: root
    password: root
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
#      discovery:
#        cluster-name: HZ
mybatis:
  type-aliases-package: cn.itcast.user.pojo
  configuration:
    map-underscore-to-camel-case: true
logging:
  level:
    cn.itcast: debug
  pattern:
    dateformat: MM-dd HH:mm:ss:SSS
#eureka:
#  client:
#    service-url:  # eureka的地址信息
#      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
pattern:
  name: 本地环境local
4.UserController
@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/user")
// @RefreshScope
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    // @Value("${pattern.dateformat}")
    // private String dateformat;

    @Autowired
    private PatternProperties properties;

    @GetMapping("prop")
    public PatternProperties properties(){
        return properties;
    }

    @GetMapping("now")
    public String now(){
        return LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern(properties.getDateformat()));
    }

    /**
     * 路径: /user/110
     *
     * @param id 用户id
     * @return 用户
     */
    @GetMapping("/{id}")
    public User queryById(@PathVariable("id") Long id,
                          @RequestHeader(value = "Truth", required = false) String truth) {
        System.out.println("truth: " + truth);
        return userService.queryById(id);
    }
}

5.UserService
@Service
public class UserService {

    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    public User queryById(Long id) {
        return userMapper.findById(id);
    }
}
6.UserMapper
public interface UserMapper {
    
    @Select("select * from tb_user where id = #{id}")
    User findById(@Param("id") Long id);
}
7.UserApplication
@MapperScan("cn.itcast.user.mapper")
@SpringBootApplication
public class UserApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(UserApplication.class, args);
    }
}

feign-api

1. pom.xml
<?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>
        <artifactId>cloud-demo</artifactId>
        <groupId>cn.itcast.demo</groupId>
        <version>1.0</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>feign-api</artifactId>

    <properties>
        <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>
2. UserClient
@FeignClient(value = "userservice")
public interface UserClient {

    @GetMapping("/user/{id}")
    User findById(@PathVariable("id") Long id);
}

3.DefaultFeignConfiguration
public class DefaultFeignConfiguration {
    @Bean
    public Logger.Level logLevel(){
        return Logger.Level.BASIC;
    }
}

order-service

1.pom.xml
<?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>
        <artifactId>cloud-demo</artifactId>
        <groupId>cn.itcast.demo</groupId>
        <version>1.0</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>order-service</artifactId>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        </dependency>
        <!--mybatis-->
        <dependency>
            <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
            <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
        <!--eureka客户端依赖-->
        <!--<dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
        </dependency>-->
        <!-- nacos客户端依赖包 -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
        <!--feign客户端依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
        </dependency>
        <!--引入HttpClient依赖-->
        <dependency>
            <groupId>io.github.openfeign</groupId>
            <artifactId>feign-httpclient</artifactId>
        </dependency>
        <!--引入feign的统一api-->
        <dependency>
            <groupId>cn.itcast.demo</groupId>
            <artifactId>feign-api</artifactId>
            <version>1.0</version>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <finalName>app</finalName>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>
2.application.yml
server:
  port: 8088
spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/cloud_order?useSSL=false
    username: root
    password: root
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
  application:
    name: orderservice
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848 # nacos服务地址
#      discovery:
#        namespace: 4d6ce343-9e1b-44df-a90f-2cf2b6b3d177 # dev环境
#        ephemeral: false # 是否是临时实例
mybatis:
  type-aliases-package: cn.itcast.user.pojo
  configuration:
    map-underscore-to-camel-case: true
logging:
  level:
    cn.itcast: debug
  pattern:
    dateformat: MM-dd HH:mm:ss:SSS
#eureka:
#  client:
#    service-url:  # eureka的地址信息
#      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka
userservice:
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule  # 负载均衡规则
ribbon:
  eager-load:
    enabled: true # 开启饥饿加载
    clients: # 指定饥饿加载的服务名称
      - userservice
feign:
  httpclient:
    enabled: true # 支持HttpClient的开关
    max-connections: 200 # 最大连接数
    max-connections-per-route: 50 # 单个路径的最大连接数
3.DefaultFeignConfiguration
public class DefaultFeignConfiguration {
    @Bean
    public Logger.Level logLevel(){
        return Logger.Level.BASIC;
    }
}
4.OrderController
@RestController
@RequestMapping("order")
public class OrderController {

   @Autowired
   private OrderService orderService;

    @GetMapping("{orderId}")
    public Order queryOrderByUserId(@PathVariable("orderId") Long orderId) {
        // 根据id查询订单并返回
        return orderService.queryOrderById(orderId);
    }
}
5.OrderService
@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;

    @Autowired
    private UserClient userClient;

    public Order queryOrderById(Long orderId) {
        // 1.查询订单
        Order order = orderMapper.findById(orderId);
        // 2.用Feign远程调用
        User user = userClient.findById(order.getUserId());
        // 3.封装user到Order
        order.setUser(user);
        // 4.返回
        return order;
    }

    /*@Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    public Order queryOrderById(Long orderId) {
        // 1.查询订单
        Order order = orderMapper.findById(orderId);
        // 2.利用RestTemplate发起http请求,查询用户
        // 2.1.url路径
        String url = "http://userservice/user/" + order.getUserId();
        // 2.2.发送http请求,实现远程调用
        User user = restTemplate.getForObject(url, User.class);
        // 3.封装user到Order
        order.setUser(user);
        // 4.返回
        return order;
    }*/
}
6.OrderMapper
public interface OrderMapper {

    @Select("select * from tb_order where id = #{id}")
    Order findById(Long id);
}
7.OrderApplication
@MapperScan("cn.itcast.order.mapper")
@SpringBootApplication
@EnableFeignClients(clients = UserClient.class,
                    defaultConfiguration = DefaultFeignConfiguration.class)
public class OrderApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);
    }

    /**
     * 创建RestTemplate并注入Spring容器
     */
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

   /* @Bean
    public IRule randomRule() {
        return new RandomRule();
    }*/
}

测试

启动nacos,访问http://localhost:8088/order/101,得到如下响应

image-20250116235413948

整合sentinel

我们在order-service中整合sentinel,并连接sentinel的控制台,步骤如下:

1)引入sentinel依赖

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

2)配置控制台

修改application.yaml文件,添加下面内容:

server:
  port: 8088
spring:
  cloud: 
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8080

3)访问order-service的任意端点

打开浏览器,访问http://localhost:8088/order/101,这样才能触发sentinel的监控

然后再访问sentinel的控制台,查看效果:

image-20210715191241799

2.流量控制

雪崩问题虽然有四种方案,但是限流是避免服务因突发的流量而发生故障,是对微服务雪崩问题的预防。我们先学习这种模式。

2.1.簇点链路

当请求进入微服务时,首先会访问DispatcherServlet,然后进入Controller、Service、Mapper,这样的一个调用链就叫做簇点链路。簇点链路中被监控的每一个接口就是一个资源

默认情况下sentinel会监控SpringMVC的每一个端点(Endpoint,也就是controller中的方法),因此SpringMVC的每一个端点(Endpoint)就是调用链路中的一个资源

例如,我们刚才访问的order-service中的OrderController中的端点:/order/{orderId}

image-20210715191757319

流控、熔断等都是针对簇点链路中的资源来设置的,因此我们可以点击对应资源后面的按钮来设置规则:

  • 流控:流量控制
  • 降级:降级熔断
  • 热点:热点参数限流,是限流的一种
  • 授权:请求的权限控制

2.1.快速入门(直接模式/快速失败)

2.1.1.示例

点击资源/order/{orderId}后面的流控按钮,就可以弹出表单。

表单中可以填写限流规则,如下:

image-20210715192010657

其含义是限制 /order/{orderId}这个资源的单机QPS为1,即每秒只允许1次请求,超出的请求会被拦截并报错。

2.1.2.练习

需求:给 /order/{orderId}这个资源设置流控规则,QPS不能超过 5,然后测试。

1)首先在sentinel控制台添加限流规则

image-20210715192455429

2)利用jmeter测试

如果没有用过jmeter,可以参考课前资料提供的文档《Jmeter快速入门.md》

课前资料提供了编写好的Jmeter测试样例:

image-20210715200431615

打开jmeter,导入课前资料提供的测试样例:

image-20210715200537171

选择:

image-20210715200635414

20个用户,2秒内运行完,QPS是10,超过了5.

选中流控入门,QPS<5右键运行:

image-20210715200804594

注意,不要点击菜单中的执行按钮来运行。

结果:

image-20210715200853671

可以看到,成功的请求每次只有5个

Jmeter使用

1.安装Jmeter

Jmeter依赖于JDK,所以必须确保当前计算机上已经安装了JDK,并且配置了环境变量。

1.1.下载

可以Apache Jmeter官网下载,地址:http://jmeter.apache.org/download_jmeter.cgi

image-20210715193149837

当然,我们课前资料也提供了下载好的安装包:

image-20210715193224094

1.2.解压

因为下载的是zip包,解压缩即可使用,目录结构如下:

image-20210715193334367

其中的bin目录就是执行的脚本,其中包含启动脚本:

image-20210715193414601

1.3.运行

双击即可运行,但是有两点注意:

  • 启动速度比较慢,要耐心等待
  • 启动后黑窗口不能关闭,否则Jmeter也跟着关闭了

image-20210715193730096

2.快速入门
2.1.设置中文语言

默认Jmeter的语言是英文,需要设置:

image-20210715193838719

效果:

image-20210715193914039

注意:上面的配置只能保证本次运行是中文,如果要永久中文,需要修改Jmeter的配置文件

打开jmeter文件夹,在bin目录中找到 jmeter.properties,添加下面配置:

language=zh_CN

image-20210715194137982

注意:前面不要出现#,#代表注释,另外这里是下划线,不是中划线

2.2.基本用法

在测试计划上点鼠标右键,选择添加 > 线程(用户) > 线程组:

image-20210715194413178

在新增的线程组中,填写线程信息:

image-20210715195053807

给线程组点鼠标右键,添加http取样器:

image-20210715195144130

编写取样器内容:

image-20210715195410764

添加监听报告:

image-20210715195844978

添加监听结果树:

image-20210715200155537

汇总报告结果:

image-20210715200243194

结果树:

image-20210715200336526

2.2.流控模式

在添加限流规则时,点击高级选项,可以选择三种流控模式

  • 直接:统计当前资源的请求,触发阈值时对当前资源直接限流,也是默认的模式
  • 关联:统计与当前资源相关的另一个资源,触发阈值时,对当前资源限流
  • 链路:统计从指定链路访问到本资源的请求,触发阈值时,对指定链路限流

image-20210715201827886

快速入门测试的就是直接模式。

2.2.1.关联模式

概念

关联模式:统计与当前资源相关的另一个资源,触发阈值时,对当前资源限流

配置规则

image-20210715202540786

语法说明:当/write资源访问量触发阈值时,就会对/read资源限流,避免影响/write资源。

使用场景:比如用户支付时需要修改订单状态,同时用户要查询订单。查询和修改操作会争抢数据库锁,产生竞争。业务需求是优先支付和更新订单的业务,因此当修改订单业务触发阈值时,需要对查询订单业务限流

实战

需求说明

  • 在OrderController新建两个端点:/order/query和/order/update,无需实现业务

  • 配置流控规则,当/order/ update资源被访问的QPS超过5时,对/order/query请求限流

1)定义/order/query端点,模拟订单查询

@GetMapping("/query")
public String queryOrder() {
    return "查询订单成功";
}

2)定义/order/update端点,模拟订单更新

@GetMapping("/update")
public String updateOrder() {
    return "更新订单成功";
}

重启服务,查看sentinel控制台的簇点链路:

image-20210716101805951

3)配置流控规则

对哪个端点限流,就点击哪个端点后面的按钮。我们是对订单查询/order/query限流,因此点击它后面的按钮:

image-20210716101934499

在表单中填写流控规则:

image-20210716102103814

4)在Jmeter测试

选择《流控模式-关联》:

image-20210716102416266

可以看到1000个用户,100秒,因此QPS为10,超过了我们设定的阈值:5

查看http请求:

image-20210716102532554

请求的目标是/order/update,这样这个断点就会触发阈值。

但限流的目标是/order/query,我们在浏览器访问,可以发现:

image-20210716102636030

确实被限流了。

5)总结

image-20210716103143002

关联模式限流特点:两个相互竞争的资源,当优先级高的资源触发阈值时,对优先级较低的资源作限流。

2.2.2.链路模式

概念

链路模式:只针对从指定链路访问到本资源的请求做统计,判断是否超过阈值。

配置示例

例如有两条请求链路:

  • /test1 --> /common

  • /test2 --> /common

如果只希望统计从/test2进入到/common的请求,则可以这样配置:

image-20210716103536346

实战

实战案例

需求:有查询订单和创建订单业务,两者都需要查询商品针对从查询订单进入到查询商品的请求统计,并设置限流

步骤:

  1. 在OrderService中添加一个queryGoods方法,不用实现业务

  2. 在OrderController中,改造/order/query端点,调用OrderService中的queryGoods方法

  3. 在OrderController中添加一个/order/save的端点,调用OrderService的queryGoods方法

  4. 给queryGoods设置限流规则,从/order/query进入queryGoods的方法限制QPS必须小于2

实现:

1)添加查询商品方法

在order-service服务中,给OrderService类添加一个queryGoods方法:

public void queryGoods(){
    System.err.println("查询商品");
}
2)查询订单时,查询商品

在order-service的OrderController中,修改/order/query端点的业务逻辑:

@GetMapping("/query")
public String queryOrder() {
    
    // 【查询商品】
    orderService.queryGoods();
    
    // 查询订单
    System.out.println("查询订单");
    return "查询订单成功";
}
3)新增订单,查询商品

在order-service的OrderController中,修改/order/save端点,模拟新增订单:

@GetMapping("/save")
public String saveOrder() {
    
    // 【查询商品】
    orderService.queryGoods();
    
    // 查询订单
    System.err.println("新增订单");
    return "新增订单成功";
}
4)给查询商品添加资源标记

默认情况下,OrderService中的方法是不被Sentinel监控的,需要我们自己通过注解来标记要监控的方法

给OrderService的queryGoods方法添加@SentinelResource注解:

// 添加@SentinelResource注解,标记为1个资源
@SentinelResource("goods")
public void queryGoods(){
    System.err.println("查询商品");
}

链路模式中,是对不同来源的两个链路做监控。但是sentinel默认会给进入SpringMVC的所有请求设置同一个root资源,会导致链路模式失效。

我们需要关闭这种对SpringMVC的资源聚合,修改order-service服务的application.yml文件:

spring:
  cloud:
    sentinel:
      # 如果不关闭,会认为所有controller都是同1个根链路,无法使用链路模式
      web-context-unify: false # 关闭context整合

重启服务,访问/order/query和/order/save,可以查看到sentinel的簇点链路规则中,出现了新的资源(由于上面关闭了web-context-unify,所以出现了2条新链路):

image-20210716105227163

5)添加流控规则

点击goods资源后面的流控按钮(因为有2条链路/order/save和/order/update,它们都调用了orderService的goods资源,所以随便点击2条链路中的任何1个goods后的按钮),在弹出的表单中填写下面信息:

image-20210716105408723

只统计从/order/query进入/goods的资源,QPS阈值为2,超出则被限流。

6)Jmeter测试

选择《流控模式-链路》:

image-20210716105612312

可以看到这里200个用户,50秒内发完,QPS为4,超过了我们设定的阈值2

一个http请求是访问/order/save

image-20210716105812789

运行的结果:

image-20210716110027064

完全不受影响。

另一个是访问/order/query

image-20210716105855951

运行结果:

image-20210716105956401

每次只有2个通过。

2.2.3.总结

流控模式有哪些?

  • 直接:对当前资源限流

  • 关联:高优先级资源触发阈值,对低优先级资源限流。

  • 链路:阈值统计时,只统计从指定资源进入当前资源的请求,是对请求来源的限流

2.3.流控效果

在流控的高级选项中,还有一个流控效果选项:

image-20210716110225104

流控效果是指请求达到流控阈值时应该采取的措施,包括三种:

  • 快速失败:达到阈值后,新的请求会被立即拒绝并抛出FlowException异常。是默认的处理方式

  • warm up:预热模式,对超出阈值的请求同样是拒绝并抛出异常。但这种模式阈值会动态变化,从一个较小值逐渐增加到最大阈值。

  • 排队等待:让所有的请求按照先后次序排队执行,两个请求的间隔不能小于指定时长

2.3.1.warm up

概念

阈值一般是一个微服务能承担的最大QPS,但是一个服务刚刚启动时,一切资源尚未初始化(冷启动),如果直接将QPS跑到最大值,可能导致服务瞬间宕机。

warm up也叫预热模式,是应对服务冷启动的一种方案。请求阈值初始值是 maxThreshold / coldFactor,持续指定时长后,逐渐提高到maxThreshold值。而coldFactor的默认值是3。(其实就是为了避免在服务还在启动时,即还没准备好,预防大量请求过来,导致服务故障)

例如,我设置QPS的maxThreshold为10,预热时间为5秒,那么初始阈值就是 10 / 3 ,也就是3,然后在5秒后逐渐增长到10.

image-20210716110629796

实战

案例

需求:给/order/{orderId}这个资源设置限流,最大QPS为10,利用warm up效果,预热时长为5秒

1)配置流控规则:

image-20210716111012387

2)Jmeter测试

选择《流控效果,warm up》:

image-20210716111136699

QPS为10.

刚刚启动jmeter的流控效果,warm up时,大部分请求失败,成功的只有3个,说明QPS被限定在3:

image-20210716111303701

随着时间推移,成功比例越来越高:

image-20210716111404717

到Sentinel控制台查看实时监控:

image-20210716111526480

一段时间后:

image-20210716111658541

2.3.2.排队等待

概念

当请求超过QPS阈值时,快速失败和warm up 会拒绝新的请求并抛出异常。

而排队等待则是让所有请求进入一个队列中,然后按照阈值允许的时间间隔依次执行。后来的请求必须等待前面执行完成,如果请求预期的等待时间超出最大时长,则会被直接拒绝(如果请求预期的等待时间没有超出最大时长,则需要等待到指定的时间,请求才会被处理,这样就起到1个流量整形的效果)。

工作原理

例如:QPS = 5,意味着每200ms处理一个队列中的请求;timeout = 2000,意味着预期等待时长超过2000ms的请求会被拒绝并抛出异常。

image-20250117102231710

image-20250117102451800

那什么叫做预期等待时长呢?

比如现在一下子来了12 个请求,因为每200ms执行一个请求,那么:

  • 第6个请求的预期等待时长 = 200 * (6 - 1) = 1000ms
  • 第12个请求的预期等待时长 = 200 * (12-1) = 2200ms

现在,第1秒同时接收到10个请求,但第2秒只有1个请求,此时QPS的曲线这样的:

image-20210716113147176

如果使用队列模式做流控,所有进入的请求都要排队,以固定的200ms的间隔执行,QPS会变的很平滑(起到了流量整形的作用):

image-20210716113426524

平滑的QPS曲线,对于服务器来说是更友好的。

实战

案例

需求:给/order/{orderId}这个资源设置限流,最大QPS为10,利用排队的流控效果超时时长设置为5s

1)添加流控规则

image-20210716114048918

2)Jmeter测试

选择《流控效果,队列》:

image-20210716114243558

QPS为15,已经超过了我们设定的10。

如果是之前的 快速失败、warmup模式,超出的请求应该会直接报错。

但是我们看看队列模式的运行结果:

image-20210716114429361

全部都通过了。

再去sentinel查看实时监控的QPS曲线:

image-20210716114522935

QPS非常平滑,一致保持在10,但是超出的请求没有被拒绝,而是放入队列。因此响应时间(等待时间)会越来越长。

当队列满了以后,才会有部分请求失败:

image-20210716114651137

2.3.3.总结

流控效果有哪些?

  • 快速失败:QPS超过阈值时,拒绝新的请求

  • warm up: QPS超过阈值时,拒绝新的请求;QPS阈值是逐渐提升的,可以避免冷启动时高并发导致服务宕机。

  • 排队等待:请求会进入队列,按照阈值允许的时间间隔依次执行请求;如果请求预期等待时长大于超时时间,直接拒绝

2.4.热点参数限流

之前的限流是统计访问某个资源的所有请求,判断是否超过QPS阈值。而热点参数限流是分别统计参数值相同的请求,判断是否超过QPS阈值。

2.4.1.全局参数限流

例如,一个根据id查询商品的接口:

image-20210716115014663

访问/goods/{id}的请求中,id参数值会有变化,热点参数限流会根据参数值分别统计QPS,统计结果:

image-20210716115131463

当id=1的请求触发阈值被限流时,id值不为2的请求不受影响。

配置示例:

image-20210716115232426

代表的含义是:对hot这个资源的0号参数(第一个参数)做统计,每1秒相同参数值的请求数不能超过5

2.4.2.热点参数限流

刚才的配置中,对查询商品这个接口的所有商品一视同仁,QPS都限定为5.

而在实际开发中,可能部分商品是热点商品,例如秒杀商品,我们希望这部分商品的QPS限制与其它商品不一样,高一些。那就需要配置热点参数限流的高级选项了:

image-20210716115717523

结合上一个配置,这里的含义是对0号的long类型参数限流,每1秒相同参数的QPS不能超过5,有两个例外:

  • 如果参数值是100,则每1秒允许的QPS为10

  • 如果参数值是101,则每1秒允许的QPS为15

2.4.4.实战

案例需求:给/order/{orderId}这个资源添加热点参数限流,规则如下:

  • 默认的热点参数规则是每1秒请求量不超过2

  • 给102这个参数设置例外:每1秒请求量不超过4

  • 给103这个参数设置例外:每1秒请求量不超过10

注意事项!!!热点参数限流对默认的SpringMVC资源无效,需要利用@SentinelResource注解标记资源

(只有通过@SentinelResource注解标记的资源,配置热点参数限流,才可以生效)

image-20250117104609199

1)标记资源

给order-service中的OrderController中的/order/{orderId}资源添加注解:

image-20210716120033572

2)热点参数限流规则

访问该接口,可以看到我们标记的hot资源出现了:

在这里插入图片描述

这里不要点击hot后面的按钮,页面有BUG(这里热点按钮弹出的弹框没有高级选项)

点击左侧菜单中热点规则菜单:

image-20210716120319009

点击新增,填写表单:

image-20210716120536714

3)Jmeter测试

选择《热点参数限流 QPS1》:

image-20210716120754527

这里发起请求的QPS为5.

包含3个http请求:

普通参数,QPS阈值为2

image-20210716120840501

运行结果:

image-20210716121105567

例外项,QPS阈值为4

image-20210716120900365

运行结果:

image-20210716121201630

例外项,QPS阈值为10

image-20210716120919131

运行结果:

image-20210716121220305

3.隔离和降级

限流是一种预防措施,虽然限流可以尽量避免因高并发而引起的服务故障,但服务还会因为其它原因而故障。

而要将这些故障控制在一定范围,避免雪崩,就要靠**线程隔离(舱壁模式)和熔断降级**手段了。

线程隔离之前讲到过:调用者在调用服务提供者时,给每个调用的请求分配独立线程池,出现故障时,最多消耗这个线程池内资源,避免把调用者的所有资源耗尽。

在这里插入图片描述

熔断降级:是在调用方这边加入断路器,统计对服务提供者的调用,如果调用的失败比例过高,则熔断该业务,不允许访问该服务的提供者了。

在这里插入图片描述

可以看到,不管是线程隔离还是熔断降级,都是对客户端(调用方)的保护。需要在调用方 发起远程调用时做线程隔离、或者服务熔断。

而我们的微服务远程调用都是基于Feign来完成的,因此我们需要将Feign与Sentinel整合,在Feign里面实现线程隔离和服务熔断

3.1.FeignClient整合Sentinel

SpringCloud中,微服务调用都是通过Feign来实现的,因此做客户端保护必须整合Feign和Sentinel。

3.1.1.修改配置,开启sentinel功能

修改OrderService的application.yml文件,开启Feign的Sentinel功能:

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

3.1.2.编写失败降级逻辑

业务失败后,不能直接报错,而应该返回用户一个友好提示或者默认结果,这个就是失败降级逻辑

给FeignClient编写失败后的降级逻辑

①方式一:FallbackClass,无法对远程调用的异常做处理

②方式二:FallbackFactory,可以对远程调用的异常做处理,我们选择这种(推荐)

这里我们演示方式二的失败降级处理。

步骤一:在feing-api项目中定义类,实现FallbackFactory:

image-20210716122403502

代码:

package cn.itcast.feign.clients.fallback;

import cn.itcast.feign.clients.UserClient;
import cn.itcast.feign.pojo.User;
import feign.hystrix.FallbackFactory;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
public class UserClientFallbackFactory implements FallbackFactory<UserClient> {
    
    @Override
    public UserClient create(Throwable throwable) {
        
        return new UserClient() {
            @Override
            public User findById(Long id) {
                log.error("查询用户异常", throwable);
                return new User();
            }
        };
    }
    
}

步骤二:在feing-api项目中的DefaultFeignConfiguration类中将UserClientFallbackFactory注册为一个Bean:

@Bean
public UserClientFallbackFactory userClientFallbackFactory(){
    return new UserClientFallbackFactory();
}

步骤三:在feing-api项目中的UserClient接口中使用UserClientFallbackFactory:

import cn.itcast.feign.clients.fallback.UserClientFallbackFactory;
import cn.itcast.feign.pojo.User;
import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;

@FeignClient(value = "userservice", fallbackFactory = UserClientFallbackFactory.class)
public interface UserClient {

    @GetMapping("/user/{id}")
    User findById(@PathVariable("id") Long id);
}

重启后,访问一次订单查询业务,然后查看sentinel控制台,可以看到新的簇点链路:

image-20210716123705780

3.1.3.总结

Sentinel支持的雪崩解决方案:

  • 线程隔离(仓壁模式)
  • 降级熔断

Feign整合Sentinel的步骤:

  • 在application.yml中配置:feign.sentienl.enable=true
  • 给FeignClient编写FallbackFactory并注册为Bean
  • 将FallbackFactory配置到FeignClient

3.2.线程隔离(舱壁模式)

3.2.1.线程隔离的实现方式

线程隔离有两种方式实现:

  • 线程池隔离

  • 信号量隔离(Sentinel默认采用

两种方式,如下图所示:

image-20210716123036937

线程池隔离:给每个服务调用业务分配一个线程池,利用线程池本身实现隔离效果

信号量隔离:不创建线程池,而是计数器模式,记录业务使用的线程数量,达到信号量上限时,禁止新的请求。

两者的优缺点:

image-20210716123240518

3.2.2.sentinel的线程隔离

用法说明

在添加限流规则时,可以选择两种阈值类型:

image-20210716123411217

  • QPS:就是每秒的请求数,在快速入门中已经演示过

  • 线程数:是该资源能使用的tomcat线程数的最大值。也就是通过限制线程数量,实现线程隔离(舱壁模式)。

案例需求:给 order-service服务中的UserClient的查询用户接口设置流控规则,线程数不能超过 2。然后利用jemeter测试。

1)配置隔离规则

选择feign接口后面的流控按钮:

在这里插入图片描述

填写表单:

image-20210716123936844

2)Jmeter测试

选择《阈值类型-线程数<2》:

image-20210716124229894

一次发生10个请求,有较大概率并发线程数超过2,而超出的请求会走之前定义的失败降级逻辑。

(这里要使用jmeter来测试,用手动点击浏览器的刷新按钮的方式达不到这么快速的请求)

查看运行结果:

image-20210716124147820

发现虽然结果都是通过了,不过部分请求得到的响应是降级返回的null信息。

3.2.3.总结

线程隔离的两种手段是?

  • 信号量隔离

  • 线程池隔离

信号量隔离的特点是?

  • 基于计数器模式,简单,开销小

线程池隔离的特点是?

  • 基于线程池模式,有额外开销,但隔离控制更强

3.3.熔断降级

3.3.1 概念

熔断降级是解决雪崩问题的重要手段。其思路是由断路器统计服务调用的异常比例、慢请求比例,如果超出阈值则会熔断该服务。即拦截访问该服务的一切请求;而当服务恢复时,断路器会放行访问该服务的请求。

断路器

断路器控制熔断和放行是通过状态机来完成的:

image-20210716130958518

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5秒后会进入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
熔断策略

断路器熔断策略有三种:

  • 慢调用

  • 异常比例

  • 异常数

3.3.2.慢调用

慢调用:业务的响应时长(RT)大于指定时长的请求认定为慢调用请求。在指定时间内,如果请求数量超过设定的最小数量,慢调用比例大于设定的阈值,则触发熔断。

例如:

image-20210716145934347

解读:RT超过500ms的调用是慢调用,统计最近10000ms内的请求,如果请求量超过10次,并且慢调用比例不低于0.5,则触发熔断,熔断时长为5秒。然后进入half-open状态,放行一次请求做测试。

案例

需求:给 UserClient的查询用户接口设置降级规则,慢调用的RT阈值为50ms,统计时间为1秒,最小请求数量为5,失败阈值比例为0.4,熔断时长为5

1)设置慢调用

修改user-service中的/user/{id}这个接口的业务。通过休眠模拟一个延迟时间:

image-20210716150234787

此时,orderId=101的订单,关联的是id为1的用户,调用时长为60ms:

image-20210716150510956

orderId=102的订单,关联的是id为2的用户,调用时长为非常短;

image-20210716150605208

2)设置熔断规则

下面,给feign接口设置降级规则:

(order-service中查询订单时,根据订单记录的用户id,使用feign调用user-service查询用户信息)

image-20210716150654094

规则:

image-20210716150740434

超过50ms的请求都会被认为是慢请求

3)测试

在浏览器访问:http://localhost:8088/order/101,快速刷新5次,可以发现:

image-20210716150911004

触发了熔断,请求时长缩短至5ms,快速失败了,并且走降级逻辑,返回的null

在浏览器访问:http://localhost:8088/order/102,竟然也被熔断了:

image-20210716151107785

3.3.3.异常比例、异常数

异常比例或异常数:统计指定时间内的调用,如果调用次数超过指定请求数,并且出现异常的比例达到设定的比例阈值(或超过指定异常数),则触发熔断。

例如,一个异常比例设置:

image-20210716131430682

解读:统计最近1000ms内的请求,如果请求量超过10次,并且异常比例不低于0.4,则触发熔断。

一个异常数设置:

image-20210716131522912

解读:统计最近1000ms内的请求,如果请求量超过10次,并且异常比例不低于2次,则触发熔断。

案例

需求:给 UserClient的查询用户接口设置降级规则,统计时间为1秒,最小请求数量为5,失败阈值比例为0.4,熔断时长为5s

1)设置异常请求

首先,修改user-service中的/user/{id}这个接口的业务。手动抛出异常,以触发异常比例的熔断:

image-20210716151348183

也就是说,id 为 2时,就会触发异常

2)设置熔断规则

下面,给feign接口设置降级规则:

(order-service中查询订单时,根据订单记录的用户id,使用feign调用user-service查询用户信息)

在这里插入图片描述

规则:

image-20210716151538785

在5次请求中,只要异常比例超过0.4,也就是有2次以上的异常,就会触发熔断。

3)测试

在浏览器快速访问:http://localhost:8088/order/102,快速刷新5次,触发熔断:

image-20210716151722916

此时,我们去访问本来应该正常的103:

image-20210716151844817

4.授权规则

授权规则可以对请求方来源做判断和控制。

4.1.授权规则

4.1.1.基本规则

授权规则可以对调用方的来源做控制,有白名单和黑名单两种方式。

  • 白名单:来源(origin)在白名单内的调用者允许访问

  • 黑名单:来源(origin)在黑名单内的调用者不允许访问

点击左侧菜单的授权,可以看到授权规则:

image-20210716152010750

  • 资源名:就是受保护的资源,例如/order/{orderId}

  • 流控应用:是来源者的名单,

    • 如果是勾选白名单,则名单中的来源被许可访问。
    • 如果是勾选黑名单,则名单中的来源被禁止访问。

比如:

image-20210716152349191

我们允许请求从gateway到order-service,不允许浏览器访问order-service,那么白名单中就要填写网关的来源名称(origin)

4.1.2.如何获取origin

Sentinel是通过RequestOriginParser这个接口的parseOrigin来获取请求的来源的。

public interface RequestOriginParser {
    /**
     * 从请求request对象中获取origin,获取方式自定义
     */
    String parseOrigin(HttpServletRequest request);
}

这个方法的作用就是从request对象中,获取请求者的origin值并返回。

默认情况下,sentinel不管请求者从哪里来,返回值永远是default,也就是说一切请求的来源都被认为是一样的值default。

因此,我们需要自定义这个接口的实现,让不同的请求,返回不同的origin

例如在order-service服务中,我们定义一个RequestOriginParser的实现类:

package cn.itcast.order.sentinel;

import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.spring.webmvc.callback.RequestOriginParser;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.StringUtils;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

@Component
public class HeaderOriginParser implements RequestOriginParser {
    @Override
    public String parseOrigin(HttpServletRequest request) {
        // 1.获取请求头
        String origin = request.getHeader("origin");
        // 2.非空判断
        if (StringUtils.isEmpty(origin)) {
            origin = "blank";
        }
        return origin;
    }
}

我们会尝试从request-header中获取origin值。

4.1.3.给网关添加请求头

既然获取请求origin的方式是从reques-header中获取origin值,我们必须让所有从gateway路由到微服务的请求都带上origin头

这个需要利用之前学习的一个GatewayFilter来实现,AddRequestHeaderGatewayFilter。

修改gateway服务中的application.yml,添加一个defaultFilter:

spring:
  cloud:
    gateway:
      default-filters:
        - AddRequestHeader=origin,gateway
      routes:
       # ...略

这样,从gateway路由的所有请求都会带上origin头,值为gateway。而从其它地方到达微服务的请求则没有这个头。

4.1.4.配置授权规则

接下来,我们添加一个授权规则,放行origin值为gateway的请求。

image-20210716153250134

配置如下:

image-20210716153301069

现在,我们直接跳过网关,访问order-service服务:

image-20210716153348396

通过网关访问:

(添加authorization参数是为了通过gateway权限校验)

image-20210716153434095

4.2.自定义异常结果

默认情况下,发生限流、降级、授权拦截时,都会抛出异常到调用方。异常结果都是flow limmiting(限流)。这样不够友好,无法得知是限流还是降级还是授权拦截。

4.2.1.异常类型

而如果要自定义异常时的返回结果,需要实现BlockExceptionHandler接口:

public interface BlockExceptionHandler {
    /**
     * 处理请求被限流、降级、授权拦截时抛出的异常:BlockException
     */
    void handle(HttpServletRequest request, 
                HttpServletResponse response, 
                BlockException e) throws Exception;
}

这个方法有三个参数:

  • HttpServletRequest request:request对象
  • HttpServletResponse response:response对象
  • BlockException e:被sentinel拦截时抛出的异常

这里的BlockException包含多个不同的子类:

异常说明
FlowException限流异常
ParamFlowException热点参数限流的异常
DegradeException降级异常
AuthorityException授权规则异常
SystemBlockException系统规则异常

4.2.2.自定义异常处理

下面,我们就在order-service定义一个自定义异常处理类:

package cn.itcast.order.sentinel;

import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.spring.webmvc.callback.BlockExceptionHandler;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.authority.AuthorityException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.param.ParamFlowException;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

@Component
public class SentinelExceptionHandler implements BlockExceptionHandler {
    @Override
    public void handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, BlockException e) throws Exception {
        String msg = "未知异常";
        int status = 429;

        if (e instanceof FlowException) {
            msg = "请求被限流了";
        } else if (e instanceof ParamFlowException) {
            msg = "请求被热点参数限流";
        } else if (e instanceof DegradeException) {
            msg = "请求被降级了";
        } else if (e instanceof AuthorityException) {
            msg = "没有权限访问";
            status = 401;
        }

        response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
        response.setStatus(status);
        response
            .getWriter()
            .println("{\"msg\": " + msg + ", \"status\": " + status + "}");
    }
}

重启测试,在不同场景下,会返回不同的异常消息.

限流:

image-20210716153938887

授权拦截时:

image-20210716154012736

5.规则持久化

现在,sentinel的所有规则都是内存存储,重启后所有规则都会丢失。在生产环境下,我们必须确保这些规则的持久化,避免丢失

5.1.规则管理模式

规则是否能持久化,取决于规则管理模式,sentinel支持三种规则管理模式:

**推送模式 **说明优点缺点
原始模式API 将规则推送至客户端并直接更新到内存中,扩展写数据源(WritableDataSource),默认就是这种简单,无任何依赖不保证一致性;规则保存在内存中,重启即消失。严重不建议用于生产环境
Pull 模式扩展写数据源(WritableDataSource), 客户端主动向某个规则管理中心定期轮询拉取规则,这个规则中心可以是 RDBMS、文件 等简单,无任何依赖;规则持久化不保证一致性;实时性不保证,拉取过于频繁也可能会有性能问题。
Push 模式扩展读数据源(ReadableDataSource),规则中心统一推送,客户端通过注册监听器的方式时刻监听变化,比如使用 Nacos、Zookeeper 等配置中心。这种方式有更好的实时性和一致性保证。生产环境下一般采用 push 模式的数据源。规则持久化;一致性;引入第三方依赖

5.1.1原始模式

原始模式:控制台配置的规则直接推送到Sentinel客户端,也就是我们的应用。然后保存在内存中,服务重启则丢失

image-20220219202426827

5.1.2.pull模式

pull模式:控制台将配置的规则推送到Sentinel客户端,而客户端会将配置规则保存在本地文件或数据库中。以后会定时去本地文件或数据库中查询,更新本地规则。

image-20210716154155238

5.1.3.push模式

push模式:控制台将配置规则推送到远程配置中心,例如Nacos。Sentinel客户端监听Nacos,获取配置变更的推送消息,完成本地配置更新。

image-20210716154215456

5.2.实现push模式

(sentinel未开源此部分源码,需要手动修改)

详细步骤可以参考课前资料的《sentinel规则持久化》:

image-20210716154255466

一、修改order-service服务

修改OrderService,让其监听Nacos中的sentinel规则配置。

具体步骤如下:

1.引入依赖

在order-service中引入sentinel监听nacos的依赖:

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

在order-service中的application.yml文件配置nacos地址及监听的配置信息:

spring:
  cloud:
    sentinel:
      datasource:
        flow:
          nacos:
            server-addr: localhost:8848 # nacos地址
            dataId: orderservice-flow-rules
            groupId: SENTINEL_GROUP
            rule-type: flow # 还可以是:degrade、authority、param-flow
#######################例如########################## 
        degrade:
          nacos:
            server-addr: localhost:8848 # nacos地址
            dataId: orderservice-degrade-rules
            groupId: SENTINEL_GROUP
            rule-type: degrade # 还可以是:degrade、authority、param-flow
#################################################

二、修改sentinel-dashboard源码

SentinelDashboard默认不支持nacos的持久化,需要修改源码。

(这里直接使用黑马提供已修改好的的jar包:sentinel-dashboard.jar)

1. 解压

解压课前资料中的sentinel源码包:

image-20210618201340086

然后并用IDEA打开这个项目,结构如下:

image-20210618201412878

2. 修改nacos依赖

在sentinel-dashboard源码的pom文件中,nacos的依赖默认的scope是test,只能在测试时使用,这里要去除:

image-20210618201607831

将sentinel-datasource-nacos依赖的scope去掉:

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

在sentinel-dashboard的test包下,已经编写了对nacos的支持,我们需要将其拷贝到main下。

image-20210618201726280

4. 修改nacos地址

然后,还需要修改测试代码中的NacosConfig类:

image-20210618201912078

修改其中的nacos地址,让其读取application.properties中的配置:

在这里插入图片描述

在sentinel-dashboard的application.properties中添加nacos地址配置:

nacos.addr=localhost:8848
5. 配置nacos数据源

另外,还需要修改com.alibaba.csp.sentinel.dashboard.controller.v2包下的FlowControllerV2类:

image-20210618202322301

让我们添加的Nacos数据源生效:

image-20210618202334536

6. 修改前端页面

接下来,还要修改前端页面,添加一个支持nacos的菜单。

修改src/main/webapp/resources/app/scripts/directives/sidebar/目录下的sidebar.html文件:

image-20210618202433356

将其中的这部分注释打开:

image-20210618202449881

修改其中的文本:

在这里插入图片描述

7. 重新编译、打包项目

运行IDEA中的maven插件,编译和打包修改好的Sentinel-Dashboard:

在这里插入图片描述

8.启动

启动方式跟官方一样:

java -jar sentinel-dashboard.jar

如果要修改nacos地址,需要添加参数:

java -jar -Dnacos.addr=localhost:8848 sentinel-dashboard.jar

三、测试

1、注意启动sentinel之后,把浏览器缓存都清理掉一遍吧,否则,没有出现左侧的流控规则-NACOS
在这里插入图片描述

2、必须在新添加菜单的流控规则-NACOS页面,手动写上/order/{orderId}。(也就是说要实现全部的持久化,那么所有的页面都需要修改,我勒个去)

在这里插入图片描述

3、点击新增之后,来到nacos,看到多了个配置文件

在这里插入图片描述

4、多次访问http://localhost:8088/order/103,会有限流的情况

在这里插入图片描述

5、停止order-service和sentinel,再重启它们,再去查看流控规则还在,并且访问http://localhost:8088/order/103限流仍然起作用

悦读

道可道,非常道;名可名,非常名。 无名,天地之始,有名,万物之母。 故常无欲,以观其妙,常有欲,以观其徼。 此两者,同出而异名,同谓之玄,玄之又玄,众妙之门。

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