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微服务之Sentinel

时间:2021/8/2 21:27:10|来源:|点击: 次

Sentinel概述

        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 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。

Sentinel核心分为两个部分:

核心库(Java 客户端):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。
 

在sentinel对应目录,打开命令行cmd,启动运行sentinel

java -Dserver.port=8180 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8180 -Dproject.name=sentinel-dashboard -jar sentinel-dashboard-1.8.0.jar
在浏览器输入localhost:8180/,进入控制台.输入账密:sentinel

sentinel限流入门

概述:

        系统中的数据库连接池,线程池,nginx的瞬时并发,MQ消息等在使用时都会跟定一个限定的值,这本身就是一种限流的设计。限流的目的防止恶意请求流量、恶意攻击,或者防止流量超过系统峰值。

Sentinel集成

第一步:Sentinel 应用于服务消费方(Consumer),在消费方添加依赖

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

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>
第二步:打开服务消费方配置文件application.yml,添加sentinel配置

spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
         port: 8099 #跟sentinel控制台交流的端口,随意指定一个未使用的端口即可
         dashboard: localhost:8180 # 指定sentinel控制台地址。
第三步:启动服务提供者,服务消费者,然后在浏览器访问消费者url

 第四步:刷新sentinel控制台,检测服务列表,

         Sentinel的控制台其实就是一个SpringBoot编写的程序,我们需要将我们的服务注册到控制台上,即在微服务中指定控制台的地址,并且还要在消费端开启一个与sentinel控制台传递数据端的端口,控制台可以通过此端口调用微服务中的监控程序来获取各种信息

Sentinel限流快速入门

第一步:选择要限流的链路,设置限流策略

 

 Sentinel流控规则分析

阀值类型

  • QPS(Queries Per Second):当调用这个api的时,QPS达到单机阈值时,就会限流。

  • 线程数:当调用这个api的时,线程数达到单机阈值时,就会限流。

设置限流模式

Sentinel的流控模式代表的流控的方式,默认[直接],还有关联,链路

其中关联模式:

关联的资源达到阈值,就限流自己。例如设置了关联资源为/ur2时,假如关联资源/url2的qps阀值超过1时,就限流/url1接口(是不是感觉很霸道,关联资源达到阀值,是本资源接口被限流了)。这种关联模式有什么应用场景呢?我们举个例子,订单服务中会有2个重要的接口,一个是读取订单信息接口,一个是写入订单信息接口。在高并发业务场景中,两个接口都会占用资源,如果读取接口访问过大,就会影响写入接口的性能。业务中如果我们希望写入订单比较重要,要优先考虑写入订单接口。那就可以利用关联模式;在关联资源上面设置写入接口,资源名设置读取接口就行了;这样就起到了优先写入,一旦写入请求多,就限制读的请求。

sentinel降级celue分析

Sentinel熔断降级支持慢调用比例,异常比例,异常数三种策略

慢调用比例

慢调用指耗时大于阈值RT(Response Time)的请求称为慢调用,阈值RT由用户设置。

慢调用逻辑中的状态分析如下:

熔断(OPEN):请求数大于最小请求数并且慢调用的比率大于比例阈值则发生熔断,熔断时长为用户自定义设置。
探测(HALFOPEN):当熔断过了定义的熔断时长,状态由熔断(OPEN)变为探测(HALFOPEN)。
关闭(CLOSED):如果接下来的一个请求小于最大RT,说明慢调用已经恢复,结束熔断,状态由探测(HALF_OPEN)变更为关闭(CLOSED),如果接下来的一个请求大于最大RT,说明慢调用未恢复,继续熔断,熔断时长保持一致
注意:Sentinel默认统计的RT上限是4900ms,超出此阈值的都会算作4900ms,若需要变更此上限可以通过启动配置项-Dcsp.sentinel.statistic.max.rt=xxx来配置

异常比例

当资源的每秒请求数大于等于最小请求数,并且异常总数占通过量的比例超过比例阈值时,资源进入降级状态。

异常比例中的状态分析如下:

熔断(OPEN):当请求数大于最小请求并且异常比例大于设置的阈值时触发熔断,熔断时长由用户设置。
探测(HALFOPEN):当超过熔断时长时,由熔断(OPEN)转为探测(HALFOPEN)
关闭(CLOSED):如果接下来的一个请求未发生错误,说明应用恢复,结束熔断,状态由探测(HALF_OPEN)变更为关闭(CLOSED)。如果接下来的一个请求继续发生错误,说明应用未恢复,继续熔断,熔断时长保持一致。

异常数量

当资源近1分钟的异常数目超过阈值(异常数)之后会进行服务降级。注意,由于统计时间窗口是分钟级别的,若熔断时长小于60s,则结束熔断状态后仍可能再次进入熔断状态。

基于异常数的状态分析如下:

熔断(OPEN):当请求数大于最小请求并且异常数量大于设置的阈值时触发熔断,熔断时长由用户设置。
探测(HALFOPEN):当超过熔断时长时,由熔断(OPEN)转为探测(HALFOPEN)
关闭(CLOSED):如果接下来的一个请求未发生错误,说明应用恢复,结束熔断,状态由探测(HALF_OPEN)变更为关闭(CLOSED)如果接下来的一个请求继续发生错误,说明应用未恢复,继续熔断,熔断时长保持一致。


小节面试分析
Sentinel 降级熔断策略有哪些?(慢调用,异常比例,异常数)
Sentinel 熔断处理逻辑中的有哪些状态?(Open,HalfOpen,Closed)
Sentinel 对服务调用进行熔断以后处于什么状态?(熔断打开状态-Open)
Sentinel 设置的熔断时长到期以后,Sentinel的熔断会处于什么状态?(探测-HalfOpen,假如再次访问时依旧响应时间比较长或依旧有异常,则继续熔断)
Sentinel 中的熔断逻辑恢复正常调用以后,会出现什么状态?(熔断关闭-closed)

Sentinel热点规则分析


概述
何为热点?热点即经常访问的数据。很多时候我们希望统计某个热点数据中访问频次最高的 Top N 数据,并对其访问进行限制。比如:

商品 ID 为参数,统计一段时间内最常购买的商品 ID 并进行限制。
用户 ID 为参数,针对一段时间内频繁访问的用户 ID 进行限制。


热点参数限流会统计传入参数中的热点数据,并根据配置的限流阈值与模式,对包含热点参数的资源调用进行限流。热点参数限流可以看做是一种特殊的流量控制,仅对包含热点参数的资源调用生效。其中,Sentinel会利用 LRU 策略统计最近最常访问的热点参数,结合令牌桶算法来进行参数级别的流控。
热点参数其实说白了就是特殊的流控,流控设置是针对整个请求的;但是热点参数他可以设置到具体哪个参数,甚至参数针对的值,这样更灵活的进行流控管理
一般应用在某些特殊资源的特殊处理,如:某些商品流量大,其他商品流量很正常,就可以利用热点参数限流的方案。

总结(Summary)
        总之,Sentinel可为秒杀、抢购、抢票、拉票等高并发应用,提供API接口层面的流量限制,让突然暴涨而来的流量用户访问受到统一的管控,使用合理的流量放行规则使得用户都能正常得到服务。

重难点分析


Sentinel诞生的背景?(计算机的数量是否有限,处理能力是否有限,并发比较大或突发流量比较大)
服务中Sentinel环境的集成,初始化?(添加依赖-两个,sentinel配置)
Sentinel 的限流规则?(阈值类型-QPS&线程数,限流模式-直接,关联,链路)
Sentinel 的降级(熔断)策略?(慢调用,异常比例,异常数)
Sentinel 的热点规则设计(掌握)?
Sentinel 系统规则设计?(了解,全局规则定义,针对所有请求有效)
Sentinel 授权规则设计?(掌握,黑白名单)


FAQ分析


为什么要限流?
你了解的那些限流框架?(sentinel)
常用的限流算法有那些?(计数,令牌桶-电影票,漏桶-漏斗,滑动窗口)
Sentinel有哪些限流规则?(QPS,线程数)
Sentinel有哪些限流模式?(直接,关联-创建订单和查询订单,链路限流-北京六环外不限号,但是五环就限号)
Sentinel 的降级(熔断)策略有哪些?(慢调用-响应时长,异常比例-异常占比,异常数)
Sentinel 的热点规则中的热点数据?(热卖商品,微博大咖,新上映的电影)
如何理解Sentinel 授权规则中的黑白名单?
 

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