spring cloud之集成sentinel
写在前面
源码 。
本文一起看下spring cloud的sentinel组件的使用。
1:准备
1.1:理论
对于一个系统来说,最重要的就是高可用
,那么如何实现高可用呢?你可能会说,集群部署不就可以了,但事实并非这么简单,假定一个不那么靠谱的开发,写了一个不那么靠谱的sql语句,上线之后,DB资源很快耗尽,那么所有需要查询DB的服务都无法处理请求,进而导致这些服务挂掉,而上游的服务因为无法快速得到响应,也会很快的挂掉,进而整个系统都会无法对外提供服务,这其实就是发生了非常可怕的服务雪崩
,这个过程可以简单参考下图:
假定那个不那么靠谱的开发,是在服务D开发了那个不那么靠谱的sql语句,则上线后的后果就是D导致B和C不可用,B和C的不可用又会导致A的不可用,最终整个系统不可用。所以想要真正的实现高可用,除了多节点的集群部署外,我们还需要预防服务雪崩,而本文要学习的sentinel正是这样的一个组件,我们可以叫做容错组件
。
基本上,导致服务雪崩发生的原因在2个方面,第一个方面是高并发导致的请求量增大,第二方面就是应用内部的异常和错误(就像那个不那么靠谱的sql)
。其实sentinel也正是从这两方面来预防服务雪崩的,对于高并发,sentinel可以从外部来限制并发量,对于应用内部异常和错误,sentinel可以进行降级和熔断。我们也会从这方面来展开sentinel的实战环节。
在java中,万物皆对象,在Linux中,万物皆文件,而在sentinel中,万物皆资源,而这里的资源我们可以认为就是接口地址,而对这些资源作用的过程是通过其内部的一个责任链,可以参考下图:
比如有用来收集数据的StaticSlot,构建调用链的NodeSelectorSlot(形成一个树状的调用关系图)
,如果业务有需要,我们也可以增加自定义的额slot到这个调用链上。
1.2:安装sentinel
首先在这里 下载可运行的jar包,接着如下操作:
$ java -Dserver.port=8080 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8080 -Dproject.name=sentinel-dashboard -jar sentinel-dashboard-1.8.2.jar
INFO: Sentinel log output type is: file
INFO: Sentinel log charset is: utf-8
INFO: Sentinel log base directory is: C:\Users\dell9020\logs\csp\
INFO: Sentinel log name use pid is: false. ____ _ __ _ _/\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __ __ _ \ \ \ \
( ( )\___ | '_ | '_| | '_ \/ _` | \ \ \ \\\/ ___)| |_)| | | | | || (_| | ) ) ) )' |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / /=========|_|==============|___/=/_/_/_/:: Spring Boot :: (v2.0.5.RELEASE)...
成功后访问http://localhost:8080/#/login
,进入登陆页面:
账号sentinel/sentinel,成功后进入如下页面:
2:限流实战
限流,或者叫流量整形,是sentinel从外部预防服务雪崩的重要手段。
2.1:基础配置
这部分我们直接来使用sentiniel对我们项目做流量整形,首先,在custom和template模块引入依赖:
<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>
然后在custom和template模块的application.yml中配置sentinel信息:
spring:jpa:...cloud:sentinel:eager: true transport:port: 8719dashboard: localhost:8080
接着使用@SentinelResource
注解标记要进行流量整形的接口,如下:
- custom模块
dongshi.daddy.sentinel.controller.CouponCustomerController#requestCoupon
@PostMapping("requestCoupon")
@SentinelResource(value = "requestCoupon")
public Coupon requestCoupon(@Valid @RequestBody RequestCoupon request) {...
}
@PostMapping("findCoupon")
@SentinelResource(value = "customer-findCoupon")
public List<CouponInfo> findCoupon(@Valid @RequestBody SearchCoupon request) {return customerService.findCoupon(request);
}
- template模块
// 读取优惠券
@GetMapping("/getTemplate")
@SentinelResource(value = "getTemplate")
public CouponTemplateInfo getTemplate(@RequestParam("id") Long id){log.info("Load template, id={}", id);/*try {// 休眠二十秒模拟超时TimeUnit.SECONDS.sleep(20);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}*/return couponTemplateService.loadTemplateInfo(id);
}// 批量获取
@GetMapping("/getBatch")
// 降级要执行的方法
@SentinelResource(value = "getTemplateInBatch", blockHandler = "getTemplateInBatch_block")
public Map<Long, CouponTemplateInfo> getTemplateInBatch(@RequestParam("ids") Collection<Long> ids) {log.info("getTemplateInBatch: {}", JSON.toJSONString(ids));return couponTemplateService.getTemplateInfoMap(ids);
}
// 降级要执行的方法
public Map<Long, CouponTemplateInfo> getTemplateInBatch_block(Collection<Long> ids, BlockException exception) {log.info("接口被限流");return Maps.newHashMap();
}
接着我们启动服务,如果一切正常的话,就可以看到custom和template这两个模块注册到sentinel上了:
2.2:通过流控规则进行限流
sentinel支持通过三种方式来进行流量整形:
直接流控:针对特定接口(sentinel称为资源)限流
关联流控:当某接口(sentinel称为资源)达到限流条件时对关联的接口(sentinel称为资源)进行限流
链路流控:
2.2.1:直接流控
我们对资源getTemplateInBatch
进行流控,在sentinel选择template对应的微服务,点击子菜单流控规则
,然后点击右上角 添加流控规则,如下:
为了测试我们使用jmeter来进行测试,jmeter配置可以从这里 下载,配置如下:
通过按钮 启动,之后查看template模块日志输出如下:
2024-01-08 15:34:44.411 INFO 26504 --- [io-20006-exec-7] d.d.s.c.CouponTemplateController : getTemplateInBatch: [2,3]
Hibernate: select coupontemp0_.id as id1_0_, coupontemp0_.available as availabl2_0_, coupontemp0_.type as type3_0_, coupontemp0_.created_time as created_4_0_, coupontemp0_.description as descript5_0_, coupontemp0_.name as name6_0_, coupontemp0_.rule as rule7_0_, coupontemp0_.shop_id as shop_id8_0_ from coupon_template coupontemp0_ where coupontemp0_.id in (? , ?)
2024-01-08 15:34:44.904 INFO 26504 --- [io-20006-exec-5] d.d.s.c.CouponTemplateController : 接口被限流
可以看到第二次执行了熔断逻辑被限流了。
2.2.2:关联流控
jmeter配置下载 。
我们来设置当getTempalte接口qps超过1时限制getBatch接口,配置如下:
首先我们使用jmeter模拟qps 2不间断访问getTemplate接口,如下:
启动后,这样,肯定就会触发限流规则了,这样,我们先来启动jmeter,
之后访问getBatch接口,如下:
http://localhost:20006/template/getBatch?ids=2,3
查看后台输出:
然后我们来停止jmeter,再来请求接口,就会恢复正常了:
2.2.3:链路流控
jmeter配置下载 。
对于同一个资源访问可以来自于不同的链路,针对特定的链路进行流控,就是链路流控了,如下图,上方链路就是被流控的:
这里我们模拟从custom模块访问template模块的getBatch接口,为了测试,需要首先在custom模块中增加如下接口:
// 批量获取
@GetMapping("/getBatchFromCustomer")
public Map<Long, CouponTemplateInfo> getTemplateInBatch(@RequestParam("ids") Collection<Long> ids) {log.info("getTemplateInBatch111: {}", JSON.toJSONString(ids));return templateService.getTemplateInBatch(ids);
}
因为需要进行限流的资源需要知道当前的调用者是谁,才能知道是否需要触发,所以,首先需要在custom模块添加openfeign的拦截器,在openfeign的请求中添加来源头
:
@Configuration
public class OpenfeignSentinelInterceptor implements RequestInterceptor {@Overridepublic void apply(RequestTemplate template) {template.header("SentinelSource", "coupon-customer-serv");}
}
接着在tempalte模块中获取这个来源的信息:
@Component
@Slf4j
public class SentinelOriginParser implements RequestOriginParser {@Overridepublic String parseOrigin(HttpServletRequest request) {log.info("request {}, header={}", request.getParameterMap(), request.getHeaderNames());return request.getHeader("SentinelSource");}
}
接着我们来配置sentinel针对来源coupon-customer-serv
进行限流,如下:
接着开启jmeter,正常的话会看到被限流了:
为了测试来源不匹配的情况不限流,我们将sentinel的目标资源名称随便改为其他的,如下:
此时再开启jmeter测试就正常了:
2.3:三种流控效果
sentinel支持三种流控效果,快速失败,warm up,排队等待,在上述的实战环节我们使用就是快速失败,这也是sentinel默认的流控效果。
- 快速失败
直接失败。 - warm up
这是一种从低水位逐渐拉高的一种限流方式,比如如下的配置:
上图设置在5秒内拉高到10进行限流,而非开始就是10,开始的限流值需要除以冷却因子,这里冷却因子是3,所以就是10/3=3,也就是当qps到达3时开始限流,然后在5秒内将这个限流值拉高到最大值10,
使用的场景,如采用缓存+DB读的场景,如果接口一段时间内都处于很低的水位,导致大量的缓存都失效了,此时突然发生了突发流量(某明星出轨了,某漂亮country被原子弹攻击了)
,此时缓存还没有完全构建起来,为了避免突发流量全部打到DB,把DB打穿,就可以考虑使用warm up,在一段时间内从低水位逐渐拉到高水位,同时在这段时间内完成缓存的构建工作。
- 排队等待
被限流的请求在一个任务队列中排队等待,并按照超时等待时间从队列中删除任务,如下500内还没有处理则移除任务的配置:
2:降级、熔断实战
jmeter配置 。
降级、熔断,是sentinel从服务内部预防服务雪崩的重要手段。这部分我们一起来看下如何使用sentinel来实现降级和熔断。为了方便测试我们首先在template模块添加一个新的接口并设置为sentinel的资源:
// 批量获取
@GetMapping("/getBatchV1")
// 降级要执行的方法
@SentinelResource(value = "getTemplateInBatchV1", fallback = "getTemplateInBatch_fallback")
public Map<Long, CouponTemplateInfo> getTemplateInBatchV1(@RequestParam("ids") Collection<Long> ids) {log.info("getTemplateInBatch: {}", JSON.toJSONString(ids));int i = 1 / 0;return couponTemplateService.getTemplateInfoMap(ids);
}public Map<Long, CouponTemplateInfo> getTemplateInBatch_fallback(Collection<Long> ids) {log.info("接口被fallback");return Maps.newHashMap();
}
这里注意指定了fallback = "getTemplateInBatch_fallback"
,则当抛出了RuntimeException时就会进入执行降级逻辑,接着我们就需要在sentinel中配置熔断逻辑了,如下:
降级熔断的判断过程可以参考下图(注意时示例)
:
接着执行jemter,日志输出如下:
2024-01-10 14:01:47.813 INFO 13112 --- [io-20006-exec-2] d.d.s.c.CouponTemplateController : getTemplateInBatch: [2,3] #
2024-01-10 14:01:47.813 INFO 13112 --- [io-20006-exec-2] d.d.s.c.CouponTemplateController : 接口被fallback
2024-01-10 14:01:47.813 INFO 13112 --- [o-20006-exec-10] d.daddy.sentinel.SentinelOriginParser : request org.apache.catalina.util.ParameterMap@39d7b9e0, header=org.apache.tomcat.util.http.NamesEnumerator@7d50964c
2024-01-10 14:01:47.814 INFO 13112 --- [o-20006-exec-10] d.d.s.c.CouponTemplateController : 接口被fallback
2024-01-10 14:01:47.815 INFO 13112 --- [io-20006-exec-9] d.daddy.sentinel.SentinelOriginParser : request org.apache.catalina.util.ParameterMap@39d7b9e0, header=org.apache.tomcat.util.http.NamesEnumerator@1f47105b
2024-01-10 14:01:47.816 INFO 13112 --- [io-20006-exec-9] d.d.s.c.CouponTemplateController : 接口被fallback
....
2024-01-10 14:01:47.813 INFO 13112 --- [io-20006-exec-2] d.d.s.c.CouponTemplateController : getTemplateInBatch: [2,3] # 1s后半开启,后又重新进入熔断
2024-01-10 14:01:47.813 INFO 13112 --- [io-20006-exec-2] d.d.s.c.CouponTemplateController : 接口被fallback
2024-01-10 14:01:47.813 INFO 13112 --- [o-20006-exec-10] d.daddy.sentinel.SentinelOriginParser : request org.apache.catalina.util.ParameterMap@39d7b9e0, header=org.apache.tomcat.util.http.NamesEnumerator@7d50964c
2024-01-10 14:01:47.814 INFO 13112 --- [o-20006-exec-10] d.d.s.c.CouponTemplateController : 接口被fallback
2024-01-10 14:01:47.815 INFO 13112 --- [io-20006-exec-9] d.daddy.sentinel.SentinelOriginParser : request org.apache.catalina.util.ParameterMap@39d7b9e0, header=org.apache.tomcat.util.http.NamesEnumerator@1f47105b
2024-01-10 14:01:47.816 INFO 13112 --- [io-20006-exec-9] d.d.s.c.CouponTemplateController : 接口被fallback
...
可以看到降级后,满足条件就会进入熔断。一段时间后会尝试恢复,这个状态叫做半熔断,完整的状态转换参考下图:
4:接入nacos实现持久化
二次开发后源码 。
在前面的实战中,不知道你发现没有,如果是应用重启,则我们设置的规则就都会丢失,这是因为这些规则信息默认是保存在内存中,sentinel也支持将规则信息保存在nacos中,本部分就一起来看下如何实现,想要实现这个操作,需要对sentinel的源码做一下简单的二次开发工作。我们开始。
4.1:下载sentient源码
你可以在这里 下载源码,如下图:
下载后导入到idea中,注意将idea中jdk相关的配置都修改为1.8,否则可能会无法正常编译代码,成功后如下图:
接着就可以开始二次开发的工作了。
4.2:二次开发
我们需要修改的模块是sentinel-dashboard
,首先需要修改nacos依赖范围,默认是test的,即只在test阶段生效,我们需要修改为编译阶段的,如下:
<dependency><groupId>com.alibaba.csp</groupId><artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId><!-- 将scope注释掉,改为编译期打包 --><!--<scope>test</scope>-->
</dependency>
接着我们需要将test包下com.alibaba.csp.sentinel.dashboard.rule.nacos
的四个nacos操作的相关文件,如下:
NacosConfig:初始化 Nacos Config 的连接;(该类我们需要修改,设置自己环境的nacos地址)
NacosConfigUtil:约定了 Nacos 配置文件所属的 Group 和文件命名后缀等常量字段;
FlowRuleNacosProvider:从 Nacos Config 上获取限流规则;(从nacos获取配置数据)
FlowRuleNacosPublisher:将限流规则发布到 Nacos Config。(将配置写到nacos)
我们需要在main目录中创建一样的包路径,并将这四个类拷贝过去,如下图:
首先我们修改NacosConfig
类nacosConfigService方法,该方法负责创建操作nacos的ConfigService的bean,如下:
/*
负责更新以及读取nacos的类
*/
@Bean
public ConfigService nacosConfigService() throws Exception {// 将Nacos的注册地址引入进来Properties properties = new Properties();properties.setProperty("serverAddr", "192.168.10.77:8868");properties.setProperty("namespace", "dev");
// return ConfigFactory.createConfigService("localhost");return ConfigFactory.createConfigService(properties);
}
然后修改FlowControllerV2中写入sentinel配置的pulisher和读取配置的provider为nacos的,如下:
@Autowired
// @Qualifier("flowRuleDefaultProvider")
// 修改为nacos的数据provider提供者,这样就能从nacos中获取数据
@Qualifier("flowRuleNacosProvider")
private DynamicRuleProvider<List<FlowRuleEntity>> ruleProvider;
@Autowired
// @Qualifier("flowRuleDefaultPublisher")
// 修改为nacos的发布者,这样就能将规则配置数据写到nacos中
@Qualifier("flowRuleNacosPublisher")
private DynamicRulePublisher<List<FlowRuleEntity>> rulePublisher;
我们来看下publisher向nacos写数据的源码:
// com.alibaba.csp.sentinel.dashboard.rule.nacos.FlowRuleNacosPublisher#publish
@Override
public void publish(String app, List<FlowRuleEntity> rules) throws Exception {AssertUtil.notEmpty(app, "app name cannot be empty");if (rules == null) {return;}// app 应用名称// public static final String FLOW_DATA_ID_POSTFIX = "-flow-rules";// public static final String GROUP_ID = "SENTINEL_GROUP";// converter.convert(rules) 转成字符串configService.publishConfig(app + NacosConfigUtil.FLOW_DATA_ID_POSTFIX,NacosConfigUtil.GROUP_ID, converter.convert(rules));
}
源码中就可以看到nacos作为配置中心时的组是SENTINEL_GROUP
,dataId是${spring.application.name}-flow-rules
。最后我们修改页面sidebar.html,增加如下内容:
<li ui-sref-active="active"><a ui-sref="dashboard.flow({app: entry.app})"><i class="glyphicon glyphicon-filter"></i> 流控规则 极客时间改造</a>
</li>
最后需要改造我们的微服务,以cusotm为例,首先增加依赖:
<dependency><groupId>com.alibaba.csp</groupId><artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId>
</dependency>
然后增加配置:
spring:cloud:sentinel:datasource:# 数据源的key,可以自由命名geekbang-flow:# 指定当前数据源是nacosnacos:# 设置Nacos的连接地址、命名空间和Group IDserver-addr: localhost:8848namespace: devgroupId: SENTINEL_GROUP# 设置Nacos中配置文件的命名规则dataId: ${spring.application.name}-flow-rules# 必填的重要字段,指定当前规则类型是"限流"rule-type: flow
最后,打jar包,成功后会在target目录看到jar包:
最后启动项目:
java -Dserver.port=8080 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8080 -Dproject.name=sentinel-dashboard -jar sentinel-dashboard.jar
启动custom模块,登录后就可以看到新加的菜单:
如果是该菜单增加配置,则会同步到nacos中,并且配置dataID是coupon-customer-serv-sentinel-flow-rules:
配置内容是以文本的格式存储的,但存储的也是json:
写在后面
参考文章列表
jmeter之简单使用 。
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