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Sentinel配置限流學習入門教程

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概述

本文介绍了Sentinel配置限流学习入门的相关知识，包括Sentinel的基本功能和适用场景。文章详细讲解了环境搭建、基本概念和配置限流的具体步骤，并提供了多个代码示例以帮助读者更好地理解Sentinel配置限流的实现方法。Sentinel配置限流学习入门涵盖了从环境搭建到规则配置的全过程。

Sentinel配置限流学习入门教程

Sentinel简介

Sentinel是什么

Sentinel 是阿里巴巴开源的一款轻量级的、高性能的、分布式的流量控制组件，主要功能包括流量控制（Flow Control）、熔断降级（Degradation）、系统保护（System Protection）以及实时监控（Metric）等。Sentinel 旨在提供一站式的流量控制解决方案，它可以在运行时根据预定义的规则，对微服务或者应用程序中的流量进行动态控制。

Sentinel的主要功能

Sentinel 提供了多种功能来帮助用户实现流量控制和系统保护：

流量控制（Flow Control）：控制进入系统的流量，确保系统的稳定运行。通过配置不同的规则，可以防止系统过载。
熔断降级（Degradation）：当某个服务出现故障时，迅速做出响应，将其熔断，防止故障扩散，同时提供降级方案，确保系统的可用性。
系统保护规则（System Protection Rules）：保护系统在某些极端情况下，如CPU使用率过高、系统负载过重等，自动降低流量，避免系统崩溃。
实时监控（Metric）：提供实时监控的功能，包括流量、错误率、延迟等指标，方便用户了解系统的运行状况。

Sentinel的适用场景

Sentinel 适用于微服务架构和分布式系统中，以下是一些典型的应用场景：

限流：对微服务接口调用进行限流，防止流量过大导致系统过载。
熔断降级：在服务依赖链中，当上游服务出现问题时，迅速熔断，避免连锁故障，同时提供降级方案。
系统保护：在系统负载过重或资源使用率过高时，自动限制流量。
实时监控：实时监控系统的运行状况，帮助快速发现和解决问题。

环境搭建

Java开发环境搭建

首先，需要搭建Java开发环境。Sentinel 支持Java 8及以上版本。以下是搭建Java环境的基本步骤：

下载JDK：前往Oracle官方网站或者第三方网站下载JDK安装包。
安装JDK：运行下载的安装包，根据提示完成安装。
配置环境变量：配置 JAVA_HOME 和 PATH 环境变量。假设安装目录为 C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_261，则需要在 PATH 中添加 C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_261\bin，并设置 JAVA_HOME 为 C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_261。
验证安装：打开命令行窗口，输入 java -version，查看是否正确安装。

Sentinel依赖的引入

接下来，引入 Sentinel 的依赖。这里以 Maven 项目为例，将 Sentinel 依赖添加到 pom.xml 文件中：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
        <artifactId>sentinel-core</artifactId>
        <version>1.8.4</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
        <artifactId>sentinel-transport-simple-http</artifactId>
        <version>1.8.4</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
        <artifactId>sentinel-transport-netty-http</artifactId>
        <version>1.8.4</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
        <artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId>
        <version>1.8.4</version>
    </dependency>
</dependencies>

Sentinel控制台的安装与启动

Sentinel 控制台用于管理 Sentinel 的规则配置，提供了图形化界面，方便用户操作。以下是安装和启动 Sentinel 控制台的步骤：

下载控制台：访问 Sentinel GitHub 仓库，下载最新版本的 Sentinel 控制台。
解压安装包：将下载的安装包解压到指定目录。
启动控制台：在控制台目录下，运行 mvn clean package -DskipTests 命令进行编译和打包。
运行控制台：编译完成后，在 sentinel-dashboard/target 目录下找到 sentinel-dashboard-1.8.4.jar 文件，运行命令 java -jar sentinel-dashboard-1.8.4.jar 启动控制台。

控制台启动后，默认端口号为 8080，可以在浏览器中访问 http://localhost:8080 访问控制台。

基本概念

流控规则

流控规则用于控制进入系统的流量。Sentinel 支持多种流控模式，包括直接、关联、链路等。

直接模式

直接模式是最简单的流控规则，用于控制某个资源的访问请求量。例如，限制某个接口每分钟最多只能有 100 次调用。

代码示例

// 创建流控规则
FlowRule rule = new FlowRule();
rule.setResource("resourceA");
rule.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
rule.setCount(100);
rule.setLimitApp("default");
rule.setStrategy(FlowRuleConstant.HTTP_DEFAULT_STRATEGY);

// 加载规则
FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

// 测试代码
public class TestController {
    @GetMapping("/testA")
    public String testA() {
        // 测试直接模式的流控规则
        if (SphU.entry("resourceA")) {
            return "Hello, Sentinel!";
        }
        return "Too many requests!";
    }
}

关联模式

关联模式允许用户定义多个资源之间的关联关系，当某个资源达到阈值时，会控制所有关联的资源。

链路模式

链路模式用于控制资源之间的调用链路，例如，控制某个服务对另一个服务的调用频率。

熔断降级

熔断降级用于在服务出现故障时快速熔断该服务，防止故障扩散。Sentinel 支持多种熔断降级模式，包括慢调用比例、慢调用次数、响应时间等。

慢调用比例模式

当某个资源的慢调用比例超过阈值时，将会熔断该资源，一段时间后再尝试恢复。

代码示例

// 创建熔断规则
DegradeRule rule = new DegradeRule();
rule.setResource("resourceB");
rule.setGrade(DegradeRuleConstant.DEGRADE_GRADE_RT);
rule.setCount(20);
rule.setTimeWindow(10);
rule.setMinRequestAmount(10);
rule.setStatIntervalMs(2000);
rule.setDegradeHandler(new MyDegradeHandler());

// 加载规则
DegradeRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

// 测试代码
public class TestController {
    @GetMapping("/testB")
    public String testB() {
        // 模拟慢调用
        try {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "Hello, Sentinel!";
    }
}

慢调用次数模式

当某个资源的慢调用次数超过阈值时，将会熔断该资源，一段时间后再尝试恢复。

代码示例

// 创建熔断规则
DegradeRule rule = new DegradeRule();
rule.setResource("resourceC");
rule.setGrade(DegradeRuleConstant.DEGRADE_GRADE_RT);
rule.setCount(10);
rule.setTimeWindow(10);
rule.setMinRequestAmount(10);
rule.setStatIntervalMs(2000);
rule.setDegradeHandler(new MyDegradeHandler());

// 加载规则
DegradeRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

// 测试代码
public class TestController {
    @GetMapping("/testC")
    public String testC() {
        // 模拟慢调用
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "Hello, Sentinel!";
    }
}

响应时间模式

当某个资源的平均响应时间超过阈值时，将会熔断该资源，一段时间后再尝试恢复。

代码示例

// 创建熔断规则
DegradeRule rule = new DegradeRule();
rule.setResource("resourceD");
rule.setGrade(DegradeRuleConstant.DEGRADE_GRADE_RT);
rule.setCount(2000);
rule.setTimeWindow(10);
rule.setMinRequestAmount(10);
rule.setStatIntervalMs(2000);
rule.setDegradeHandler(new MyDegradeHandler());

// 加载规则
DegradeRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

// 测试代码
public class TestController {
    @GetMapping("/testD")
    public String testD() {
        // 模拟慢调用
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "Hello, Sentinel!";
    }
}

系统保护规则

系统保护规则用于在系统负载过重或资源使用率过高时，自动降低流量，保护系统。Sentinel 提供了多种系统保护规则，包括 CPU 使用率、线程数等。

代码示例

// 创建系统保护规则
SysPropRule rule = new SysPropRule();
rule.setResource("resourceSystem");
rule.setGrade(SysRuleConstant.STREAM_SYSTEM);
rule.setCount(10);
rule.setStatIntervalMs(2000);
rule.setControlBehavior(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT);
rule.setStrategy(SysRuleConstant.STATISTIC_SYSTEM);

// 加载规则
SysPropRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

// 测试代码
public class TestController {
    @GetMapping("/testSystem")
    public String testSystem() {
        // 测试系统保护规则
        if (SphU.entry("resourceSystem")) {
            return "System protected!";
        }
        return "System is overloaded!";
    }
}

自定义异常适配

Sentinel 支持用户自定义异常适配，可以将预定义的异常转换为特定的响应码或返回值。

代码示例

// 自定义异常适配
public class CustomBlockExceptionHandler implements BlockExceptionHandler {
    @Override
    public void handle(BlockException e, FullContext context) {
        if (e instanceof FlowException) {
            // 处理流控异常
            context.getResponse(HttpStatus.TOO_MANY_REQUESTS.value(), "Too many requests!");
        } else if (e instanceof DegradeException) {
            // 处理熔断降级异常
            context.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.SERVICE_UNAVAILABLE.value());
            context.getResponse().setObject("Service is unavailable!");
        }
    }
}

// 在 Spring Boot 中配置自定义异常适配
@Configuration
public class SentinelConfig {
    @Bean
    public BlockExceptionProcessor blockExceptionProcessor() {
        return new BlockExceptionProcessor(new CustomBlockExceptionHandler());
    }
}

配置限流

基础流控规则配置

基础流控规则用于控制进入系统的流量，通过配置不同的规则，可以防止系统过载。Sentinel 控制台提供了图形化界面，方便用户配置流控规则。

代码示例

// 创建流控规则
FlowRule rule = new FlowRule();
rule.setResource("resourceA");
rule.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
rule.setCount(100);
rule.setLimitApp("default");
rule.setStrategy(FlowRuleConstant.HTTP_DEFAULT_STRATEGY);

// 加载规则
FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

链路流控规则配置

链路流控规则用于控制资源之间的调用链路，当某个资源的调用次数超过阈值时，将会限制该资源的调用。

代码示例

// 创建链路流控规则
FlowRule rule = new FlowRule();
rule.setResource("resourceB");
rule.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
rule.setCount(100);
rule.setLimitApp("default");
rule.setStrategy(FlowRuleConstant.HTTP_DEFAULT_STRATEGY);
rule.setRefResource("resourceA");

// 加载规则
FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

API网关流控规则配置

API 网关流控规则用于控制进出网关的流量，确保网关的稳定运行。Sentinel 提供了多种规则配置，可以针对不同的资源进行控制。

代码示例

// 创建API网关流控规则
FlowRule rule = new FlowRule();
rule.setResource("resourceGateway");
rule.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
rule.setCount(100);
rule.setLimitApp("default");
rule.setStrategy(FlowRuleConstant.HTTP_DEFAULT_STRATEGY);

// 加载规则
FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

实践案例

单机模式下的限流配置

在单机模式下，Sentinel 通过 Java 代码配置流控规则，可以对单个服务进行限流。

示例代码

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.SphU;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRuleManager;

public class SentinelDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建流控规则
        FlowRule rule = new FlowRule();
        rule.setResource("testResource");
        rule.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        rule.setCount(10);
        rule.setLimitApp("default");
        rule.setStrategy(FlowRuleConstant.HTTP_DEFAULT_STRATEGY);

        // 加载规则
        FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        // 测试代码
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            try (Entry entry = SphU.entry("testResource")) {
                System.out.println("Request " + i + " is allowed.");
            } catch (BlockException e) {
                System.out.println("Request " + i + " is rejected.");
            }
        }
    }
}

集群模式下的限流配置

在集群模式下，Sentinel 通过 Sentinel 控制台配置流控规则，可以对多个服务进行集中管理。

示例代码

import com.alibaba.csp.sentinel.cluster.ClusterBootstrap;
import com.alibaba.csp.sentinel.cluster.ClusterConfig;
import com.alibaba.csp.sentinel.cluster.ClusterConfigManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.cluster.config.ClusterHttpConfig;
import com.alibaba.csp.sentinel.cluster.config.ClusterNettyConfig;
import com.alibaba.csp.sentinel.cluster.config.ClusterProperties;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.SphU;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRuleManager;

public class SentinelClusterDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建集群配置
        ClusterProperties properties = new ClusterProperties();
        properties.setRegistryHost("localhost");
        properties.setRegistryPort(8848);

        ClusterConfig config = new ClusterConfig();
        config.setHttpConfig(new ClusterHttpConfig());
        config.setNettyConfig(new ClusterNettyConfig());

        ClusterConfigManager.setConfig(config);
        ClusterBootstrap bootstrap = new ClusterBootstrap();
        bootstrap.init();

        // 创建流控规则
        FlowRule rule = new FlowRule();
        rule.setResource("testResource");
        rule.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        rule.setCount(10);
        rule.setLimitApp("default");
        rule.setStrategy(FlowRuleConstant.HTTP_DEFAULT_STRATEGY);

        // 加载规则
        FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        // 测试代码
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            try (Entry entry = SphU.entry("testResource")) {
                System.out.println("Request " + i + " is allowed.");
            } catch (BlockException e) {
                System.out.println("Request " + i + " is rejected.");
            }
        }
    }
}

与Spring Cloud集成的限流配置

在 Spring Cloud 微服务架构中，可以将 Sentinel 与 Spring Cloud 集成，实现服务间的限流控制。

示例代码

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.SphU;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class SentinelSpringCloudController {

    @Autowired
    private DiscoveryClient discoveryClient;

    @SentinelResource(value = "testResource", blockHandler = "handleBlock")
    @GetMapping("/test")
    public String test() {
        // 测试代码
        System.out.println("Request is allowed.");
        return "Hello, Sentinel!";
    }

    public String handleBlock(BlockException e) {
        // 处理被阻塞的请求
        System.out.println("Request is rejected.");
        return "Too many requests!";
    }
}

常见问题与解决

Sentinel配置过程中常见的问题

在配置过程中，可能会遇到以下常见问题：

规则配置不生效：规则配置后没有生效，可能是规则配置错误或加载失败。
规则冲突：多个规则配置冲突，导致流量控制不准确。
控制台访问失败：控制台无法访问，可能是端口冲突或配置错误。

问题解决方法与技巧

对于上述问题，可以采取以下解决方法：

规则配置不生效：
- 核对规则配置是否正确，特别是资源名称和规则类型。
- 检查规则是否正确加载，可以通过控制台的日志查看是否加载成功。
规则冲突：
- 检查是否有多个规则配置相同资源，确保规则的优先级和匹配规则正确。
- 使用控制台可视化管理规则，避免手动配置冲突。
控制台访问失败：
- 检查控制台启动是否成功，确认端口号是否正确。
- 查看控制台日志，排查是否端口冲突或配置错误。

通过以上解决方法，可以有效解决 Sentinel 配置过程中遇到的问题。如果问题依然存在，可以参考 Sentinel 的官方文档或社区论坛寻求帮助。

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