服务容错-SpingCloud Sentinel简介环境搭建和服务集成学习一

一.高并发带来的问题

在微服务架构中，我们将业务拆分成一个个的服务，服务与服务之间可以相互调用，但是由于网络
原因或者自身的原因，服务并不能保证服务的100%可用，如果单个服务出现问题，调用这个服务就会
出现网络延迟，此时若有大量的网络涌入，会形成任务堆积，最终导致服务瘫痪。

1.雪崩效应

在微服务架构中，一个请求需要调用多个服务是非常常见的。如客户端访问A服务，而A服务需要调用B
服务，B服务需要调用C服务，由于网络原因或者自身的原因，如果B服务或者C服务不能及时响应，A服
务将处于阻塞状态，直到B服务C服务响应。此时若有大量的请求涌入，容器的线程资源会被消耗完毕，
导致服务瘫痪。服务与服务之间的依赖性，故障会传播，造成连锁反应，会对整个微服务系统造成灾难
性的严重后果，这就是服务故障的“雪崩”效应。

雪崩发生的原因多种多样，有不合理的容量设计，或者是高并发下某一个方法响应变慢，亦或是某
台机器的资源耗尽。我们无法完全杜绝雪崩源头的发生，只有做好足够的容错，保证在一个服务发生问
题，不会影响到其它服务的正常运行。也就是＂雪落而不雪崩＂

二.容错思路

常见的容错思路有隔离、超时、限流、熔断、降级

1.隔离

它是指将系统按照一定的原则划分为若干个服务模块，各个模块之间相对独立，无强依赖。当有故
障发生时，能将问题和影响隔离在某个模块内部，而不扩散风险，不波及其它模块，不影响整体的
系统服务。常见的隔离方式有：线程池隔离和信号量隔离。

2.超时

在上游服务调用下游服务的时候，设置一个最大响应时间，如果超过这个时间，下游未作出反应，
就断开请求，释放掉线程。

3.限流

限流就是限制系统的输入和输出流量已达到保护系统的目的。为了保证系统的稳固运行,一旦达到
的需要限制的阈值,就需要限制流量并采取少量措施以完成限制流量的目的。

4.熔断

熔断 在互联网系统中，当下游服务因访问压力过大而响应变慢或失败，上游服务为了保护系统整
体的可用性，可以暂时切断对下游服务的调用。这种牺牲局部，保全整体的措施就叫做熔断。

服务熔断一般有三种状态：

1. 熔断关闭状态（Closed）
   服务没有故障时，熔断器所处的状态，对调用方的调用不做任何限制
2. 熔断开启状态（Open）
   后续对该服务接口的调用不再经过网络，直接执行本地的fallback方法
3. 半熔断状态（Half-Open）
   尝试恢复服务调用，允许有限的流量调用该服务，并监控调用成功率。如果成功率达到预
   期，则说明服务已恢复，进入熔断关闭状态；如果成功率仍旧很低，则重新进入熔断关闭状
   态。

5.降级

降级其实就是为服务提供一个托底方案，一旦服务无法正常调用，就使用托底方案。

三.常见的容错组件

• Hystrix
  Hystrix是由Netflix开源的一个延迟和容错库，用于隔离访问远程系统、服务或者第三方库，防止
  级联失败，从而提升系统的可用性与容错性。
• Resilience4J
  Resilicence4J一款非常轻量、简单，并且文档非常清晰、丰富的熔断工具，这也是Hystrix官方推
  荐的替代产品。不仅如此，Resilicence4j还原生支持Spring Boot 1.x/2.x，而且监控也支持和
  prometheus等多款主流产品进行整合。
• Sentinel
  Sentinel 是阿里巴巴开源的一款断路器实现，本身在阿里内部已经被大规模采用，非常稳定。

四.Sentinel

1.简介

Sentinel (分布式系统的流量防卫兵) 是阿里开源的一套用于服务容错的综合性解决方案。它以流量
为切入点, 从流量控制、熔断降级、系统负载保护等多个维度来保护服务的稳定性。

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 提供了实时的监控功能。通过控制台可以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 SpringCloud、Dubbo、gRPC 的整合。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。

Sentinel 分为两个部分:

• 核心库（Java 客户端）不依赖任何框架/库,能够运行于所有 Java 运行时环境，同时对 Dubbo /
  Spring Cloud 等框架也有较好的支持。
• 控制台（Dashboard）基于 Spring Boot 开发，打包后可以直接运行，不需要额外的 Tomcat 等应用容器。

2.微服务集成Sentinel

2.1 安装Sentinel控制台

Sentinel 提供一个轻量级的控制台, 它提供机器发现、单机资源实时监控以及规则管理等功能。

1. 下载jar包,解压到文件夹 https://github.com/alibaba/Sentinel/releases

2. 启动控制台

# 直接使用jar命令启动项目(控制台本身是一个SpringBoot项目)
>java -Dserver.port=8080 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8080 -
Dproject.name=sentinel-dashboard -jar sentinel-dashboard-1.7.0.jar

3. 通过浏览器访问localhost:8080 进入控制台 ( 默认用户名密码是 sentinel/sentinel )
   

Sentinel的控制台其实就是一个SpringBoot编写的程序。我们需要将我们的微服务程序注册到控制台上,
即在微服务中指定控制台的地址, 并且还要开启一个跟控制台传递数据的端口, 控制台也可以通过此端口
调用微服务中的监控程序获取微服务的各种信息。

2.2 微服务中集成

2.2.1在pom.xml中加入下面依赖

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

2.2.2修改 yml ,在里面加入有关控制台的配置

spring:cloud:sentinel:transport:port: 9999 #跟控制台交流的端口,随意指定一个未使用的端口即可dashboard: localhost:8080 # 指定控制台服务的地址

2.2.3 规则持久化

2.2.3.1 简介

规则默认是存放在内存中，极不稳定，所以需要将其持久化。

本地文件数据源会定时轮询文件的变更，读取规则。这样我们既可以在应用本地直接修改文件来更
新规则，也可以通过 Sentinel 控制台推送规则。以本地文件数据源为例，推送过程如下图所示：

首先 Sentinel 控制台通过 API 将规则推送至客户端并更新到内存中，接着注册的写数据源会将新的
规则保存到本地的文件中。

2.2.3.2 处理类

System.getProperty(“user.home”) 可以自定义写一个文件夹地址

package com.qiyu.config;import com.alibaba.csp.sentinel.command.handler.ModifyParamFlowRulesCommandHandler;
import com.alibaba.csp.sentinel.datasource.*;
import com.alibaba.csp.sentinel.init.InitFunc;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.authority.AuthorityRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.authority.AuthorityRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.param.ParamFlowRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.param.ParamFlowRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.transport.util.WritableDataSourceRegistry;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.TypeReference;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.List;public class FilePersistence implements InitFunc {
    @Value("spring.application.name")private String appcationName;@Overridepublic void init() throws Exception {
    String ruleDir = System.getProperty("user.home") + "/sentinel-rules/" + appcationName;String flowRulePath = ruleDir + "/flow-rule.json";String degradeRulePath = ruleDir + "/degrade-rule.json";String systemRulePath = ruleDir + "/system-rule.json";String authorityRulePath = ruleDir + "/authority-rule.json";String paramFlowRulePath = ruleDir + "/param-flow-rule.json";this.mkdirIfNotExits(ruleDir);this.createFileIfNotExits(flowRulePath);this.createFileIfNotExits(degradeRulePath);this.createFileIfNotExits(systemRulePath);this.createFileIfNotExits(authorityRulePath);this.createFileIfNotExits(paramFlowRulePath);// 流控规则ReadableDataSource<String, List<FlowRule>> flowRuleRDS = new FileRefreshableDataSource<>(flowRulePath,flowRuleListParser);FlowRuleManager.register2Property(flowRuleRDS.getProperty());WritableDataSource<List<FlowRule>> flowRuleWDS = new FileWritableDataSource<>(flowRulePath,this::encodeJson);WritableDataSourceRegistry.registerFlowDataSource(flowRuleWDS);// 降级规则ReadableDataSource<String, List<DegradeRule>> degradeRuleRDS = new FileRefreshableDataSource<>(degradeRulePath,degradeRuleListParser);DegradeRuleManager.register2Property(degradeRuleRDS.getProperty());WritableDataSource<List<DegradeRule>> degradeRuleWDS = new FileWritableDataSource<>(degradeRulePath,this::encodeJson);WritableDataSourceRegistry.registerDegradeDataSource(degradeRuleWDS);// 系统规则ReadableDataSource<String, List<SystemRule>> systemRuleRDS = new FileRefreshableDataSource<>(systemRulePath,systemRuleListParser);SystemRuleManager.register2Property(systemRuleRDS.getProperty());WritableDataSource<List<SystemRule>> systemRuleWDS = new FileWritableDataSource<>(systemRulePath,this::encodeJson);WritableDataSourceRegistry.registerSystemDataSource(systemRuleWDS);// 授权规则ReadableDataSource<String, List<AuthorityRule>> authorityRuleRDS = new FileRefreshableDataSource<>(authorityRulePath,authorityRuleListParser);AuthorityRuleManager.register2Property(authorityRuleRDS.getProperty());WritableDataSource<List<AuthorityRule>> authorityRuleWDS = new FileWritableDataSource<>(authorityRulePath,this::encodeJson);WritableDataSourceRegistry.registerAuthorityDataSource(authorityRuleWDS);// 热点参数规则ReadableDataSource<String, List<ParamFlowRule>> paramFlowRuleRDS = new FileRefreshableDataSource<>(paramFlowRulePath,paramFlowRuleListParser);ParamFlowRuleManager.register2Property(paramFlowRuleRDS.getProperty());WritableDataSource<List<ParamFlowRule>> paramFlowRuleWDS = new FileWritableDataSource<>(paramFlowRulePath,this::encodeJson);ModifyParamFlowRulesCommandHandler.setWritableDataSource(paramFlowRuleWDS);}private Converter<String, List<FlowRule>> flowRuleListParser = source -> JSON.parseObject(source,new TypeReference<List<FlowRule>>() {
    });private Converter<String, List<DegradeRule>> degradeRuleListParser = source -> JSON.parseObject(source,new TypeReference<List<DegradeRule>>() {
    });private Converter<String, List<SystemRule>> systemRuleListParser = source -> JSON.parseObject(source,new TypeReference<List<SystemRule>>() {
    });private Converter<String, List<AuthorityRule>> authorityRuleListParser = source -> JSON.parseObject(source,new TypeReference<List<AuthorityRule>>() {
    });private Converter<String, List<ParamFlowRule>> paramFlowRuleListParser = source -> JSON.parseObject(source,new TypeReference<List<ParamFlowRule>>() {
    });private void mkdirIfNotExits(String filePath) throws IOException {
    File file = new File(filePath);if (!file.exists()) {
    file.mkdirs();}}private void createFileIfNotExits(String filePath) throws IOException {
    File file = new File(filePath);if (!file.exists()) {
    file.createNewFile();}}private <T> String encodeJson(T t) {
    return JSON.toJSONString(t);}
}

2.2.3.3 配置

在resources下创建配置目录 META-INF/services ,然后添加文件

com.alibaba.csp.sentinel.init.InitFunc

在文件中添加配置类的全路径 （该路径就是上面处理类的路径）

com.itheima.qiyu.FilePersistence