Sentinel—微服务的守护者（全文详解之使用篇）

目录引言一、简介二、适用场景与功能2.1 使用场景2.2 功能2.2.1 流量控制2.2.2 熔断降级熔断降级设计理念2.2.3 系统负载保护三、clone使用四、内部解析4.1 工作原理4.2 模块简述参考文档引言如大家所见本次分享的是Alibaba的中间件sentinel当然本文暂且将注意力放在使用和原理层面以及会简单介绍一下源码中几个模块的功能作用后续笔者还可能会进行更加细致层面的源码解读分享敬请期待。一、简介Sentinel诞生于2012 年阿里自研初衷是为了解决双 11 电商大促瞬时洪峰、服务雪崩、数据库击穿等稳定性故障并且着手针对覆盖高并发限流、故障熔断隔离、热点参数防护、整机过载保护适配微服务、网关、MQ 消费全链路流量治理等场景并且在2018年对外开源目前Java已稳定版迭代至 1.8.8支持 JDK17同步推出 Go/C/Rust 多语言版本向云原生、OpenSergo 流量治理标准演进已是国内微服务标配容错组件。二、适用场景与功能2.1 使用场景Sentinel 源自阿里电商大促场景但属于通用流量防护组件全行业、各类分布式系统均可使用电商场景标杆打磨场景大促秒杀削峰、热点商品防缓存击穿、第三方支付 / 库存熔断、恶意访问拦截、订单消息消费限流互联网行业教育、短视频、游戏、SaaS 平台应对活动并发峰值、热点资源访问、多租户流量隔离、外部依赖故障降级金融场景证券、理财、支付交易限流熔断整机高负载时优先保障核心交易链路政企工业 IoT政务办事高峰限流、海量设备上报数据削峰、工业设备上报接口防护通用微服务通用场景网关渠道流量管控、微服务调用防雪崩、MQ 消费削峰、第三方接口防护、整机过载兜底、定时任务并发限制。2.2 功能2.2.1 流量控制流量控制在网络传输中是一个常用的概念它用于调整网络包的发送数据。然而从系统稳定性角度考虑在处理请求的速度上也有非常多的讲究。任意时间到来的请求往往是随机不可控的而系统的处理能力是有限的。我们需要根据系统的处理能力对流量进行控制。Sentinel 作为一个调配器可以根据需要把随机的请求调整成合适的形状如下图所示流量控制有以下几个角度:资源的调用关系例如资源的调用链路资源和资源之间的关系运行指标例如 QPS、线程池、系统负载等控制的效果例如直接限流、冷启动、排队等。Sentinel 的设计理念是让您自由选择控制的角度并进行灵活组合从而达到想要的效果。2.2.2 熔断降级除了流量控制以外降低调用链路中的不稳定资源也是 Sentinel 的使命之一。由于调用关系的复杂性如果调用链路中的某个资源出现了不稳定最终会导致请求发生堆积。这个问题和 Hystrix 里面描述的问题是一样的。Sentinel 和 Hystrix 的原则是一致的: 当调用链路中某个资源出现不稳定例如表现为 timeout异常比例升高的时候则对这个资源的调用进行限制并让请求快速失败避免影响到其它的资源最终产生雪崩的效果。熔断降级设计理念在限制的手段上Sentinel 和 Hystrix 采取了完全不一样的方法。Hystrix 通过线程池的方式来对依赖(在我们的概念中对应资源)进行了隔离。这样做的好处是资源和资源之间做到了最彻底的隔离。缺点是除了增加了线程切换的成本还需要预先给各个资源做线程池大小的分配。Sentinel 对这个问题采取了两种手段:①通过并发线程数进行限制和资源池隔离的方法不同Sentinel 通过限制资源并发线程的数量来减少不稳定资源对其它资源的影响。这样不但没有线程切换的损耗也不需要您预先分配线程池的大小。当某个资源出现不稳定的情况下例如响应时间变长对资源的直接影响就是会造成线程数的逐步堆积。当线程数在特定资源上堆积到一定的数量之后对该资源的新请求就会被拒绝。堆积的线程完成任务后才开始继续接收请求。②通过响应时间对资源进行降级除了对并发线程数进行控制以外Sentinel 还可以通过响应时间来快速降级不稳定的资源。当依赖的资源出现响应时间过长后所有对该资源的访问都会被直接拒绝直到过了指定的时间窗口之后才重新恢复。2.2.3 系统负载保护Sentinel 同时提供系统维度的自适应保护能力。防止雪崩是系统防护中重要的一环。当系统负载较高的时候如果还持续让请求进入可能会导致系统崩溃无法响应。在集群环境下网络负载均衡会把本应这台机器承载的流量转发到其它的机器上去。如果这个时候其它的机器也处在一个边缘状态的时候这个增加的流量就会导致这台机器也崩溃最后导致整个集群不可用。针对这个情况Sentinel 提供了对应的保护机制让系统的入口流量和系统的负载达到一个平衡保证系统在能力范围之内处理最多的请求。三、clone使用Alibaba官方github库最新版本 https://github.com/alibaba/Sentinel①打包mvn clean package -DskipTests因为部分配置不生效导致打包时部分单测异常可以选择直接跳过打包单测类即上述命令。②运行打包好的jar会被放到sentinel-dashboard下的target包中所以在执行运行命令时要注意将终端切换到这个target路径下。java -Dserver.port8080 -Dcsp.sentinel.dashboard.serverlocalhost:8080 -Dproject.namesentinel-dashboard -jar sentinel-dashboard.jar --spring.profiles.activelocal --logging.file.name./sentinel-dashboard.log启动成功后可登录控制台默认端口8080 http://localhost:8080用户名/密码默认都是sentinel登录即可正常使用四、内部解析4.1 工作原理这里后续细节解读源码的时候一并进行。4.2 模块简述虽然sentinel内部划分了这么多模块但是实际上粗略划分可以划分为核心部分和dashboard控制台两个大模块再细致一些按照项目中的小模块进行划分功能那么大致如下Sentinel在2018年进行了开源但是使用Sentinel的90%厂商二开都只是位于dashboard模块少数会涉及到slot链等核心模块。参考文档[1] https://github.com/alibaba/Sentinel[2] basic-api-resource-rule | Sentinel[3] basic-implementation | Sentinel[4] introduction | Sentinel