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10、Dubbo实战：Sentinel之限流与降级

分类：Dubbo实战（2）    2024-04-08    阅读(103)

各位看官，先提个问题，如果让你设计一套秒杀系统，核心要点是啥？？？我认为有三点：缓存、限流和分离。想当年12306大面积崩溃，还有如今的微博整体宕机情况，感觉就是限流降级没做好， "用有限的资源响应过量请求"——这就是限流降级的核心。限流降级组件，当今开源界应该是Hystrix最为出名，这也得益于SpringCloud的流行，当然，挑战者总是有的，于是Sentinel横空出世，正因实际生产使用中似乎并不多见，所以才有必要拿来一用，不然就脱离了此系列文章的主旨了，就是要见些不一样的风景！

工具：Idea201902/JDK11/ZK3.5.5/Gradle5.4.1/RabbitMQ3.7.13/Mysql8.0.11/Lombok0.26/Erlang21.2/postman7.5.0/Redis3.2/RocketMQ4.5.2/Sentinel1.6.3/SpringBoot2.1.6

难度： 新手--战士--老兵--大师

目标：

1、 使用Sentinel实现交易业务特定方法的限流；
2、 AOP注解模式实现交易业务方法限流降级；
3、 使用Sentinel实现授权模式控制；

步骤：

1、 整体框架依旧，多模块微服务框架商城系统，一个共享模块，多个功能模块；

2、 先说几个Sentinel基本概念：；

  • 资源Resource，可以是任意对象，一个字符串、一个方法，一个类对象；
  • 规则Rule，需要如何限制或者降级，比如按照“QPS/失败比率”做出相应的处理；
  • 入口Entry，每次资源调用都会创建一个Entry对象，Entry 创建的时候，同时也会创建一系列功能插槽（slot chain），链里面的slot各司其职，比如其中的FlowSlot 则用于根据预设的限流规则以及前面 slot 统计的状态，来进行流量控制，DegradeSlot 则通过统计信息以及预设的规则，来做熔断降级；AuthoritySlot 则根据配置的黑白名单和调用来源信息，来做黑白名单控制；

3、 引入的依赖项目：；

 // 引入此依赖后，Dubbo 的服务接口和方法（包括调用端和服务端）就会成为 Sentinel 中的资源
compile group: 'com.alibaba.csp', name: 'sentinel-dubbo-adapter', version: '1.6.3'
// Sentinel 控制台依赖，
compile group: 'com.alibaba.csp', name: 'sentinel-transport-simple-http', version: '1.6.3'
//
compile group: 'com.alibaba.csp', name: 'sentinel-core', version: '1.6.3'
// 可以使用URL：查询规则：http://localhost:8083/actuator/sentinel
compile group: 'org.springframework.boot', name: 'spring-boot-starter-actuator', version: '2.1.6.RELEASE'
// https://mvnrepository.com/artifact/com.alibaba.csp/sentinel-annotation-aspectj
compile group: 'com.alibaba.csp', name: 'sentinel-annotation-aspectj', version: '1.6.3'
// https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.cloud/spring-cloud-starter-alibaba-sentinel
compile group: 'org.springframework.cloud', name: 'spring-cloud-starter-alibaba-sentinel', version: '0.9.0.RELEASE'

4、 Sentinel的使用方式都是：定义资源——定义规则——适配规则，先看个最基本的样例：com.biao.mall.business.controller.SentinelTestController中，方式很完整，定义一个字符串为资源，initFlowQpsRule定义规则，QPS限制为2(即<2)，testSentinel方法中使用规则；

@RestController
public class SentinelTestController {

    private String resourceName = "testSentinel";

    @GetMapping("/testSentinel")
    public String testSentinel(){
        initFlowQpsRule();
        Entry entry = null;
        String retVal;
        try{
            entry = SphU.entry(resourceName,EntryType.IN);
            retVal = "passed";
        }catch(BlockException e){
            retVal="block";
        }finally{
            if (entry != null){
                entry.exit();
            }
        }
        return retVal;
    }
    private void initFlowQpsRule() {
        List<FlowRule> rules = new ArrayList<>();
        FlowRule rule1 = new FlowRule();
        rule1.setResource(resourceName);
        // set limit qps to 2
        rule1.setCount(2);
        rule1.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        rule1.setLimitApp("default");
        rules.add(rule1);
        FlowRuleManager.loadRules(rules);
    }
}

5、 测试运行一下，先启动各组件(zk-->redis-->Rabbit-->Rocket)：快速刷新几次，就显示限流特征了！*；

6、 再看第2个目标实现，注解模式，这里我先只改动business模块：com.biao.mall.business.controller.DubboOrderController中，实现目标对saveOrder方法进行限流，对比之前版本，变化不大，只是先initFlowQpsRule初始化规则，然后再初始化一个Entry，这里使用了try-with-resource语法糖，当然也可使用try-catch-finally语法，参数EntryType.IN表示监视“进入流量”，这里的"saveOrder"是资源的名称，具体定义请见第7点，；

@RequestMapping(value = "/order",method = RequestMethod.POST)
public ResEntity<String> saveOrder(@RequestBody OrderBO orderBO ) throws Exception {
        logger.debug(orderBO.toString());
        initFlowQpsRule("saveOrder");
        try(Entry entry = SphU.entry("saveOrder",EntryType.IN)) {
            //存未付款订单
            orderService.saveOrder(orderBO);
            //响应封装
            ResEntity<String> resEntity = new ResEntity<>();
            resEntity.setCode(ResConstant.SUCCESS_CODE);
            resEntity.setMsg(ResConstant.SUCCESS_STRING);
            resEntity.setData("order saved");
            return resEntity;
        }
    }

进一步，看初始化规则initFlowQpsRule方法：生成一个规则链，每个资源可以对应多个规则，sentinel将遍历匹配每个规则，具体作用见代码中的注释：

private void initFlowQpsRule(String resourceName) {
        List<FlowRule> rules = new ArrayList<>();
        FlowRule rule1 = new FlowRule();
        //定义资源，resourceName只能是String类型
        rule1.setResource(resourceName);
        // set limit QPS
        rule1.setCount(2);
        //流控制的门槛类型
        rule1.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        //设置应用的名称，
        rule1.setLimitApp("default");
        rules.add(rule1);
        FlowRuleManager.loadRules(rules);
    }

这里为了测试效果，我将QPS设置较小，其参数为double类型，应设置为>1，否则测试时会直接流量拒绝，因为其按每秒计数。setGrade是设置流量控制的门槛类型0: thread count, 1: QPS，即常量值为0按照并发线程数标准，为1按照QPS标准；

7、 再看com.biao.mall.business.impl.DubboOrderServiceImpl，其中的saveOrder方法，这里使用了AOP模式，使用了引入的sentinel-annotation-aspectj依赖，其实就是sentinel对AspectJ做了封装处理，这样注解后，saveOrder方法即成了一个resource，就对应上了DubboOrderController中"saveOrder"资源的名称，同时还指定了blockHandler，即对应处理BlockException的函数名称fallback，用于在抛出异常的时候提供fallback处理逻辑；

    @Override
    @Transactional
    @SentinelResource(value = "saveOrder", blockHandler = "saveOrderExHandler", fallback = "saveOrderFallback")
    public boolean saveOrder(OrderBO orderBO) throws Exception {...}

这里注意两点：

  • 若希望使用其他类的函数，则可以在SentinelResource注解参数中指定 blockHandlerClass 为对应的类的 Class 对象，注意对应的函数必须为 static 函数，否则无法解析，实例见payOrder方法上的注解模式
@Override
    @Transactional
    @SentinelResource(value = "payOrder", blockHandler = "PayOrderExHandler",blockHandlerClass = {ExceptionUtil.class})
    public boolean payOrder(String orderId) throws MQClientException, UnsupportedEncodingException {...}
  • 若 blockHandler 和 fallback 都进行了配置，则被限流降级而抛出 BlockException 时只会进入 blockHandler 处理逻辑。若未配置 blockHandler、fallback 和 defaultFallback，则被限流降级时会将 BlockException 直接抛出

8、 再看下定义的blockHandler和fallback方法，比较简单，真实业务系统肯定会做些其他处理，比如显示静态内容，提示些用户友好型信息等；

// Fallback 函数，函数签名与原函数一致或加一个 Throwable 类型的参数.
    public String saveOrderFallback(long s) {
        logger.info("saveOrderFallback");
        return String.format("saveOrderFallback %d", s);
    }
    // BlockHandle 异常处理函数，参数最后多一个 BlockException，其余与原函数一致.
    public String saveOrderExHandler(long s, BlockException ex) {
        logger.error("saveOrderExHandler");
        ex.printStackTrace();
        return "Oops, error occurred at saveOrder" + s;
    }

9、 测试：启动ZK-->Redis-->RabbitMQ-->RocketMQ-->各模块-->postman，快速点击send按钮3次，就发现报错500:![*][nbsp1]同时sentinelDashboard(下篇文章)的监控图：![*][nbsp2]；

10、 实现授权模式，先修改下business模中RPC调用的stockService.updateStockRPC(stockEntity)方法，其中的ContextUtil.enter(resourceName,"mall-business")模拟了请求应用名为“mall-business”：；

@Override
    @Transactional
    public int updateStockRPC(DubboStockEntity stockEntity) throws BlockException {
        String resourceName = "updateStockRPC";
        this.initWhiteRules(resourceName);
        //获取app来源
        ContextUtil.enter(resourceName,"mall-business");
        try(Entry entry = SphU.entry(resourceName)){
            if (Objects.equals(null, stockEntity)) {
                return -1;
            }
            return dubboStockDao.updateById(stockEntity);
        }
    }

再看initWhiteRules方法：即只允许应用名为 appA/appE 的应用请求通过，

/**白名单规则*/
    private void initWhiteRules(String resourceName){
        AuthorityRule rule = new AuthorityRule();
        rule.setResource(resourceName);
        rule.setStrategy(RuleConstant.AUTHORITY_WHITE);
        rule.setLimitApp("appA,appE");
        AuthorityRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));
    }

测试效果如下：*同时sentinelDashboard也可以看到拒绝的请求：*

11、 经测试，授权模式(黑白名单)模式的资源定义适合于service调用，如果放在controller中，将不起作用，具体可看com.biao.mall.logistic.controller.DubboDeliveryController中的代码，测试运行时无任何作用，这是因为REST调用使用http请求，sentinel规则将被忽略；

12、 代码地址：其中的day13；

https://github.com/xiexiaobiao/dubbo-project.git

后记：

1、 运行sentinel官方源码时，JDK11下提示sun.miscdoesnotexist，但是类文件又可以在jdk文件夹下找到，这是因为sun.misc.Unsafe自JDK9起已经不再是标准API，被移除，编译时会提示出错，解决方法：要么重构代码，或者下载1.8的rt.jar包，再作为依赖导入我直接下载导入解决问题；

2、 java.util.stream.longstream或者类似java.util.XXXnotfound通过设置javalanguagelevel解决；

3、 Sentinel的核心规则类：；

  • AuthorityRule：黑白名单根据资源的请求来源（origin）限制资源是否通过，若配置白名单则只有请求来源位于白名单内时才可通过；若配置黑名单则请求来源位于黑名单时不通过，其余的请求通过。
  • FlowRule：监控应用流量的 QPS 或并发线程数等指标，当达到指定的阈值时对流量进行控制，以避免被瞬时的流量高峰冲垮。
  • DegradeRule：在调用链路中某个资源出现不稳定状态时（例如调用超时或异常比例升高），对这个资源的调用进行限制，让请求快速失败，避免影响到其它的资源而导致级联错误
  • SystemRule：单台机器的总体 Load、RT(ResponseTime)、入口 QPS 和线程数四个维度监控应用数据，让系统尽可能跑在最大吞吐量的同时保证系统整体的稳定性。

相关核心方法我整理如下图：*

4、 下载源码打包dashboard生成jar，提示缺少各类依赖，可先install：sentinel-parent，生成各个依赖的jar；

5、 Sentinel与Hystrix的对比，借用一张图：大致来讲，sentinel轻量级、组件独立、适配好、规则丰富![*][nbsp6]；

6、 如果使用springBoot开发，必须添加依赖spring-cloud-starter-alibaba-sentinel，否则无法连接sentinelDashboard；

7、 如想使用URL输出Rules:http://localhost:8083/actuator/sentinel，需添加actuator依赖；

8、 注意启动参数比如-Dserver.port=8718放java<-D参数位置>-jarsentinel-dashboard.jar中间，不要放后面，会丢失参数；