服务熔断保护实践--Sentinal

概述

环境说明

步骤

Sentinel服务端

Sentinel客户端

依赖

在客户端配置sentinel参数

测试

保护规则设置

设置资源名

设置默认的熔断规则

RestTemplate的流控规则

Feign的流控规则

概述

微服务有很多互相调用的服务，构成一系列的调用链路，如果调用链路中某个服务失效或者网络堵塞等问题，而有较多请求都需要调用有问题的服务时，这是就会造成多个服务的大面积失效，造成服务“雪崩”效应。

服务“雪崩”的根本原因在于服务之间的强依赖，为了预防服务“雪崩”这一问题，可以做好服务隔离、服务熔断降级、服务限流。

服务隔离：当某个服务故障时，不波及其他模块，不影响整体服务。

服务熔断：当下游服务因为请求压力过大造成响应慢或响应失败时，上游服务为了保护系统，暂时切断对下游服务的调用，直接返回一个降级的内容，从而保全整体系统。

服务限流：限制系统的输入和输出达到保护系统的目的，例如：限制请求速率，超出的请求不处理或者暂缓处理或降级处理。

本文介绍的服务熔断组件是Sentinel

Sentinel和Hystrix的对比

对比项目	Sentinel	Hystrix
隔离策略	信号量隔离	线程池隔离/信号量隔离
熔断策略	基于响应时间或失败比例	基于失败比例
实时指标实现	滑动窗口	信号量隔离
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	支持
流量整形	支持慢启动、匀速器模式	不支持
系统负载保护	支持	不支持
控制台	开箱即用，可配置规则、秒级监控、机器发现等	不完善

本文的操作是在服务熔断保护实践--Hystrix 的基础上进行。

环境说明

jdk1.8

maven3.6.3

mysql8

spring cloud2021.0.8

spring boot2.7.12

idea2022

步骤

Sentinel服务端

下载Sentinel服务jar包

cmd进入jar包所在目录

使用java -jar命令启动

D:\soft\sentinel>java -jar sentinel-dashboard-1.8.6.jar

浏览器访问localhost:8080

输入用户名/密码：sentinel/sentinel

进入到Sentinel控制台

Sentinel客户端

依赖

在父工程声明spring-cloud-alibaba依赖（注意：在dependencyManagement里声明）

		<dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
            <version>2021.0.4.0</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>

在sentinel客户端的服务（order-service、order-service-feign_hystrix）引入sentinel依赖

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

刷新依赖

在客户端配置sentinel参数

application.yml配置sentinel服务控制台信息（涉及到的客户端都加，这里在order-service服务、order-service-feign_hystrix服务里加）

spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8080

测试

启动eureka、product、order-service、order-service-feign_hystrix服务

浏览器访问

http://localhost:9002/order/buy/1
http://localhost:9003/order/buy/1

查看sentinel控制台，首页下方看到两个服务

展开，访问子选项

浏览器多次访问服务，能看到实时监控如下

保护规则设置

在order-service服务中，新建一个Controller类，用于sentinel流控测试

由OrderController复制、修改得到Order1Controller

package org.example.order.controller;

import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.DefaultProperties;
import com.netflix.hystrix.contrib.javanica.annotation.HystrixCommand;
import org.example.order.entity.Product;
import org.example.order.feign.ProductFeignClient;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
@RequestMapping("/order1")
public class Order1Controller {

    @Autowired
    private ProductFeignClient productFeignClient;

    @RequestMapping(value = "/buy/{id}", method = RequestMethod.GET)
    public Product findById(@PathVariable Long id){
        return productFeignClient.findById(id);
    }
    
}

Order1Controller添加降级方法

	/**
     * 定义降级逻辑
     * 熔断执行的降级方法
     */
    public Product orderBlockHandler(Long id){
        Product product = new Product();
        product.setProductName("触发熔断的降级方法");
        return product;
    }

    /**
     * 定义降级逻辑
     * 抛出异常执行的降级方法
     */
    public Product orderExceptionHandler(Long id){
        Product product = new Product();
        product.setProductName("抛出异常执行的降级方法");
        return product;
    }

在请求的方法上方添加@SentinelResource注解

     /**
     * @SentinelResource
     *      blockHandler: 声明熔断时执行的降级方法（限流熔断降级）
     *      fallback: 抛出异常执行的降级方法（异常降级）
     */
    @SentinelResource(blockHandler = "orderBlockHandler", fallback = "orderExceptionHandler")
    @RequestMapping(value = "/buy/{id}", method = RequestMethod.GET)
    public Product findById(@PathVariable Long id){
        return productFeignClient.findById(id);
    }

修改product服务的findById方法，注释掉模拟网络延迟的代码

启动eureka、product、order服务

多次访问order1接口方法

http://localhost:9002/order1/buy/1

浏览器访问Sentinel控制台

http://localhost:8080/#/dashboard/metric/service-order

看到实时监控数据如下

熟悉相关流控规则设置界面

点击如图+流控按钮添加流控规则，看到如下界面

点击+熔断按钮，看到如下界面

点击+热点按钮，看到如下界面

点击+授权按钮，看到如下界面

修改order-service服务Order1Controller类的findById方法，添加如下代码

		if(id != 1){
            throw new RuntimeException("异常的id，抛出异常");
        }

重启order-service服务

浏览器访问

http://localhost:9002/order1/buy/1

刷新sentinel控制台

点击添加熔断规则

访问：正常访问

http://localhost:9002/order1/buy/1

访问：异常访问

http://localhost:9002/order1/buy/2

触发异常降级方法，按住Ctrl + R组合键，将异常访问次数超过设置阈值1

5s（熔断时长）内，访问id为正常值1，也返回的是异常降级方法

5s（熔断时长）后，访问id为正常值1，能正常访问了

设置资源名

资源名称默认为包名+类名+方法名

如何自定义资源名称？方法如下：

修改接口方法@SentinelResource添加value= "findById"设置

    /**
     * @SentinelResource
     *      blockHandler: 声明熔断时调用的降级方法
     *      fallback: 抛出异常执行的降级方法
     *      value: 自定义资源名称，默认 包名+类名+方法名
     */
    @SentinelResource(value = "findById",blockHandler = "orderBlockHandler", fallback = "orderExceptionHandler")
    @RequestMapping(value = "/buy/{id}", method = RequestMethod.GET)
    public Product findById(@PathVariable Long id){

重启order服务

发现资源名称变为了自定义的findById

同时发现一个问题：在重启order服务后也清空了熔断规则问题

可以设置默认的熔断规则来解决这个问题。

设置默认的熔断规则

在order-service服务里配置默认的熔断规则

修改application.yml，添加如下sentinel的datasource配置

spring:
  cloud:
    sentinel:
      datasource:
        ds:
          file:
            file: classpath:flowrule.json
            data-type: json
            rule-type: flow

在resources目录下添加flowrule.json文件

[
  {
    "resource": "orderFindById",
    "controlBehavior": 0,
    "count": 1,
    "grade": 1,
    "limitApp": "default",
    "strategy": 0
  }
]

一条限流规则主要由下面几个因素组成：

resource：资源名，即限流规则的作用对象 count: 限流阈值 grade: 限流阈值类型（QPS 或并发线程数） limitApp: 流控针对的调用来源，若为 default 则不区分调用来源 strategy: 调用关系限流策略 controlBehavior: 流量控制效果（直接拒绝、Warm Up、匀速排队）

这些值，可以参考RuleConstant.class，双击shift 搜索RuleConstant，找到RuleConstant.class

例如：

controlBehavior=0 代表为默认的流量控制（直接拒绝或快速失败）

controlBehavior=1代码WARN UP(预热)

重启order服务

访问服务

查看Sentinel控制台，能看到默认的流控规则了。

设置默认的熔断规则总结：

通用的流控规则在方法上方添加注解@SentinelResource(value = "findById",blockHandler = "orderBlockHandler", fallback = "orderExceptionHandler")，同时编写对应的降级方法。

RestTemplate的流控规则

修改order服务

@LoadBalanced
@Bean
@SentinelRestTemplate(fallback = "handleFallback", fallbackClass = ExceptionUtil.class, blockHandler="handleBlock",blockHandlerClass=ExceptionUtil.class)
public RestTemplate restTemplate(){
    return new RestTemplate();
}

@SentinelRestTemplate说明

异常降级
- fallback：异常降级方法
- fallbackClass：异常降级类
限流降级
- blockHandler：限流降级方法
- blockHandlerClass：限流降级类

添加异常类

package org.example.order.exception;

import com.alibaba.cloud.sentinel.rest.SentinelClientHttpResponse;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import org.example.order.entity.Product;
import org.springframework.http.HttpRequest;
import org.springframework.http.client.ClientHttpRequestExecution;

public class ExceptionUtil {
    //限流熔断业务逻辑
    public static SentinelClientHttpResponse handleBlock(HttpRequest request, byte[] body,
                                                         ClientHttpRequestExecution execution, BlockException ex) {
        System.err.println("Oops: " + ex.getClass().getCanonicalName());
        Product product = new Product();
        product.setProductName("限流熔断降级");
        return new SentinelClientHttpResponse(JSON.toJSONString(product));
    }

    //异常熔断业务逻辑
    public static SentinelClientHttpResponse handleFallback(HttpRequest request, byte[] body,
                                                            ClientHttpRequestExecution execution, BlockException ex) {
        System.err.println("fallback: " + ex.getClass().getCanonicalName());
        Product product = new Product();
        product.setProductName("异常熔断降级");
        return new SentinelClientHttpResponse(JSON.toJSONString(product));
    }
}

查看sentinel配置，SentinelProperties.class

修改sentinel配置，使得SpringCloud应用启动时，直接与Sentinel建立心跳连接,访问sentinel 控制台就可以看到服务连接情况，不需要第一次访问应用的某个接口时，才连接sentinel。

spring.cloud.sentinel.eager = true

复制Order1Controller得到Order2Controller，修改代码后如下：

package org.example.order.controller;

import org.example.order.entity.Product;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@RestController
@RequestMapping("/order2")
public class Order2Controller {
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;
    
    @RequestMapping(value = "/buy/{id}", method = RequestMethod.GET)
    public Product findById(@PathVariable Long id){
        if(id != 1){
            throw new RuntimeException("异常的id，抛出异常");
        }
        return restTemplate.getForObject("http://service-product/product/1", Product.class);
    }
}

启动eureka、product、order服务

访问sentinel控制台，直接能看到服务

访问

添加流控规则

测试

访问1次，没有触发流控规则，能正常访问到数据

http://localhost:9002/order2/buy/1

多次访问，触发流控规则，调用了降级方法

控制台显示显示如下

确实是ExceptionUtil的信息

RestTemplate的流控规则总结：

RestTemplate的Bean上方添加注解@SentinelRestTemplate
添加异常处理的类

Feign的流控规则

在order-service-feign_hystrix服务修改

在feign中开启sentinel熔断

feign:
  # 在feign中开启hystrix熔断
  #circuitbreaker:
  #  enabled: true
    # 在feign中开启sentinel熔断
  sentinel:
    enabled: true

配置FeignClient

和使用Hystrix的方式一致，需要配置FeignClient接口以及通过 fallback 指定熔断降级方法

启动eureka、product、order-service-feign_hystrix服务

测试

浏览器访问

查看sentinel控制台

添加流控规则

访问次数小于阈值，正常返回数据

多次访问超过阈值，触发了Feign熔断的降级方法

Feign的流控规则总结：

添加依赖
在feign中开启sentinel熔断支持
配置FeignClient接口及实现类里定义熔断方法

完成！enjoy it!