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Sentinel初識學習：入門指南

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概述

本文介绍了Sentinel的基本概念和核心功能，包括流量控制、服务降级、系统保护和授权机制，帮助读者快速了解Sentinel的工作原理。文章详细讲解了Sentinel的安装与配置方法，并通过示例代码展示了如何设置流控、降级、系统保护和授权规则。读者将掌握Sentinel在实际项目中的基本使用技巧。

Sentinel简介

1.1 什么是Sentinel

Sentinel 是一个用于分布式系统的流量控制组件，它能够通过设置流控规则来保护系统，避免在流量激增时导致系统过载崩溃。Sentinel 具有高度灵活且易于扩展的特性，支持多种应用场景，如流量控制、服务降级、系统自适应保护等。

1.2 Sentinel的主要功能

Sentinel 提供了以下几种核心功能：

流控：限制进入系统的请求量，防止流量超过系统能承受的最大值。
降级：当服务出现问题时，将请求转移到备用服务，避免系统进一步恶化。
系统保护：通过设置系统指标阈值，如 CPU 使用率、系统负载等，自动保护系统。
授权：控制哪些服务或用户能够访问系统资源。

1.3 Sentinel的应用场景

Sentinel适用于各种分布式系统，尤其是微服务架构。以下是一些典型的应用场景：

流量控制：限制某接口的访问频率，避免因流量激增导致系统崩溃。
服务降级：当某个服务不稳定时，自动切换到备用服务，保证系统整体可用性。
系统保护：设置系统保护阈值，自动保护系统，避免因资源耗尽导致整体性能下降。
授权访问：仅允许特定用户或服务访问系统资源，增加安全性。

Sentinel安装与环境配置

2.1 快速安装Sentinel

Sentinel 的安装非常简单，可以通过 Maven 依赖的方式引入到项目中。以下是一段示例代码，展示了如何在 Maven 项目中添加 Sentinel 依赖：

<dependency>
    <groupId>com.alipay.sofa</groupId>
    <artifactId>sentinel-spi-extension</artifactId>
    <version>1.8.4</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.alipay.sofa</groupId>
    <artifactId>sentinel-transport-netty</artifactId>
    <version>1.8.4</version>
</dependency>

2.2 配置运行环境

为了确保 Sentinel 正常运行，需要配置你的开发环境。在 Spring Boot 项目中，可以创建一个配置文件 application.yml 或 application.properties 来配置 Sentinel：

sentinel:
  transport:
  port: 8080 # 指定Sentinel控制台的监听端口
  dashboard: localhost:8080 # 指定Sentinel控制台的地址

2.3 检查安装是否成功

安装完成后，可以通过启动 Sentinel 控制台来检查安装是否成功。Sentinel 控制台是一个 Web 应用，可以通过以下步骤启动：

下载 Sentinel 控制台 jar 包。
使用命令 java -jar sentinel-dashboard-1.8.4.jar 启动控制台。

启动成功后，在浏览器中输入 http://localhost:8080 即可看到 Sentinel 控制台界面，说明安装成功。

2.4 验证安装

为了进一步验证安装是否成功，可以通过以下简单的代码示例来检查：

import com.alibaba.csp.sentinel.Sentinel;
import com.alibaba.csp.sentinel.cluster.ClusterBootstrap;
import com.alibaba.csp.sentinel.cluster.ClusterClient;
import com.alibaba.csp.sentinel.cluster.ClusterServer;
import com.alibaba.csp.sentinel.cluster.ServerInfo;

public class SentinelCheck {
    public static void main(String[] args) {
        ClusterBootstrap bootstrap = new ClusterBootstrap();
        ClusterServer server = new ClusterServer(bootstrap);
        ServerInfo serverInfo = server.getServerInfo();
        ClusterClient client = new ClusterClient(new ServerInfo());
        System.out.println("Sentinel 安装验证：");
        System.out.println("Server Info: " + serverInfo);
        System.out.println("客户端已连接： " + client.isRegistered());
    }
}

Sentinel核心概念解析

3.1 流控

流控（Flow Control）是指限制进入系统的流量，以确保系统在高负载情况下仍能正常运行。Sentinel 提供了多种流控模式，包括：

链路模式：基于调用链路进行流控。
资源模式：基于资源名称进行流控。

以下代码示例展示了如何设置一个简单的链路模式流控规则：

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

public class FlowDemo {
    public static void main(String[] args) {
        FlowRule rule = new FlowRule();
        rule.setResource("HelloWorld");
        rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS); // 设置流控模式为QPS
        rule.setCount(10); // 设置每秒钟平均请求数为10
        rule.setControlBehavior(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_EXCEPTION_THROW); // 设置流控触发后的处理方式
        FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        while (true) {
            try {
                Asserts.test(Sentinel.takeResource("HelloWorld").isPassed());
                // 模拟业务逻辑
                System.out.println("Hello, World!");
            } catch (BlockException ex) {
                // 流控触发，处理异常情况
                System.out.println("流控触发，请求被阻塞!");
            }
        }
    }
}

3.2 降级

降级（Degradation）是指在系统负载过高的情况下，将部分请求转移到备用服务或直接拒绝服务，以减轻系统负担。Sentinel 提供了多种降级模式，包括：

系统降级：基于系统指标（如 CPU 使用率、系统负载）进行降级。
服务降级：基于服务调用的异常情况进行降级。

以下代码示例展示了如何设置一个简单的服务降级规则：

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.RuleConstant;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.util.Asserts;

public class DegradeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        DegradeRule rule = new DegradeRule();
        rule.setResource("HelloWorld");
        rule.setGrade(RuleConstant.DEGRADE_GRADE_EXCEPTION_RATIO); // 设置降级模式为异常比例
        rule.setCount(0.05); // 设置异常比例阈值为5%
        rule.setTimeWindow(10); // 设置时间窗口为10秒
        DegradeRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        while (true) {
            try {
                Asserts.test(Sentinel.takeResource("HelloWorld").isPassed());
                // 模拟业务逻辑
                System.out.println("Hello, World!");
            } catch (BlockException ex) {
                // 降级触发，处理异常情况
                System.out.println("降级触发，请求被降级!");
            }
        }
    }
}

3.3 系统保护

系统保护（System Protection）是指在系统负载过高时，自动触发保护机制，防止系统崩溃。Sentinel 提供了多种系统保护规则，包括：

CPU保护：根据 CPU 使用率进行保护。
系统负载保护：根据系统负载进行保护。

以下代码示例展示了如何设置一个简单的 CPU 保护规则：

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.util.Asserts;

public class SystemProtectionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        SystemRule rule = new SystemRule();
        rule.setResource("HelloWorld");
        rule.setGrade(RuleConstant.SYSTEM_PROTECT_GRADE_CPU); // 设置保护模式为CPU
        rule.setCount(80); // 设置CPU使用率阈值为80%
        SystemRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        while (true) {
            try {
                Asserts.test(Sentinel.takeResource("HelloWorld").isPassed());
                // 模拟业务逻辑
                System.out.println("Hello, World!");
            } catch (BlockException ex) {
                // 系统保护触发，处理异常情况
                System.out.println("系统保护触发，请求被阻塞!");
            }
        }
    }
}

3.4 授权

授权（Authorization）是指控制哪些服务或用户能够访问系统资源。Sentinel 提供了多种授权规则，包括：

白名单：允许特定的服务或用户访问资源。
黑名单：禁止特定的服务或用户访问资源。

以下代码示例展示了如何设置一个简单的白名单授权规则：

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.authorize.AuthorizeRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.authorize.AuthorizeRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.util.Asserts;

public class AuthorizationDemo {
    public static void main(String[] args) {
        AuthorizeRule rule = new AuthorizeRule();
        rule.setResource("HelloWorld");
        rule.setStrategy(RuleConstant.AUTHORIZE_STRATEGY_WHITELIST); // 设置授权策略为白名单
        String[] whitelist = {"user1", "user2"}; // 设置白名单
        rule.setWhitelist(whitelist);
        AuthorizeRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        while (true) {
            try {
                Asserts.test(Sentinel.takeResource("HelloWorld").isPassed());
                // 模拟业务逻辑
                System.out.println("Hello, World!");
            } catch (BlockException ex) {
                // 授权规则触发，处理异常情况
                System.out.println("授权规则触发，请求被拒绝!");
            }
        }
    }
}

Sentinel基本使用教程

4.1 配置流控规则

流控规则可以基于资源名称进行配置。以下代码示例展示了如何配置一个简单的流控规则：

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

public class FlowRuleConfig {
    public static void main(String[] args) {
        FlowRule rule = new FlowRule();
        rule.setResource("HelloWorld");
        rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS); // 设置流控模式为QPS
        rule.setCount(10); // 设置每秒钟平均请求数为10
        rule.setControlBehavior(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_EXCEPTION_THROW); // 设置流控触发后的处理方式
        FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        while (true) {
            try {
                Asserts.test(Sentinel.takeResource("HelloWorld").isPassed());
                // 模拟业务逻辑
                System.out.println("Hello, World!");
            } catch (BlockException ex) {
                // 流控触发，处理异常情况
                System.out.println("流控触发，请求被阻塞!");
            }
        }
    }
}

4.2 实现资源降级保护

资源降级保护是指在资源调用异常时，触发保护机制。以下代码示例展示了如何实现资源降级保护：

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.RuleConstant;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.util.Asserts;

public class DegradeRuleConfig {
    public static void main(String[] args) {
        DegradeRule rule = new DegradeRule();
        rule.setResource("HelloWorld");
        rule.setGrade(RuleConstant.DEGRADE_GRADE_EXCEPTION_RATIO); // 设置降级模式为异常比例
        rule.setCount(0.05); // 设置异常比例阈值为5%
        rule.setTimeWindow(10); // 设置时间窗口为10秒
        DegradeRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        while (true) {
            try {
                Asserts.test(Sentinel.takeResource("HelloWorld").isPassed());
                // 模拟业务逻辑
                System.out.println("Hello, World!");
            } catch (BlockException ex) {
                // 降级触发，处理异常情况
                System.out.println("降级触发，请求被降级!");
            }
        }
    }
}

4.3 设置系统保护阈值

系统保护阈值是指在系统负载过高时，触发保护机制。以下代码示例展示了如何设置系统保护阈值：

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.util.Asserts;

public class SystemProtectionRuleConfig {
    public static void main(String[] args) {
        SystemRule rule = new SystemRule();
        rule.setResource("HelloWorld");
        rule.setGrade(RuleConstant.SYSTEM_PROTECT_GRADE_CPU); // 设置保护模式为CPU
        rule.setCount(80); // 设置CPU使用率阈值为80%
        SystemRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        while (true) {
            try {
                Asserts.test(Sentinel.takeResource("HelloWorld").isPassed());
                // 模拟业务逻辑
                System.out.println("Hello, World!");
            } catch (BlockException ex) {
                // 系统保护触发，处理异常情况
                System.out.println("系统保护触发，请求被阻塞!");
            }
        }
    }
}

4.4 创建授权规则

授权规则可以控制哪些服务或用户能够访问系统资源。以下代码示例展示了如何创建一个简单的授权规则：

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.authorize.AuthorizeRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.authorize.AuthorizeRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.util.Asserts;

public class AuthorizationRuleConfig {
    public static void main(String[] args) {
        AuthorizeRule rule = new AuthorizeRule();
        rule.setResource("HelloWorld");
        rule.setStrategy(RuleConstant.AUTHORIZE_STRATEGY_WHITELIST); // 设置授权策略为白名单
        String[] whitelist = {"user1", "user2"}; // 设置白名单
        rule.setWhitelist(whitelist);
        AuthorizeRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        while (true) {
            try {
                Asserts.test(Sentinel.takeResource("HelloWorld").isPassed());
                // 模拟业务逻辑
                System.out.println("Hello, World!");
            } catch (BlockException ex) {
                // 授权规则触发，处理异常情况
                System.out.println("授权规则触发，请求被拒绝!");
            }
        }
    }
}

Sentinel实战案例

5.1 案例一：流量控制

在实际应用中，流量控制是非常常见的场景。假设我们有一个电商接口，需要限制每秒访问该接口的请求数量。以下代码示例展示了如何限制每秒访问电商接口的请求数量：

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

public class FlowControlSample {
    public static void main(String[] args) {
        FlowRule rule = new FlowRule();
        rule.setResource("ecommerce");
        rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        rule.setCount(10);
        rule.setControlBehavior(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_WARM_UP);
        FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        // 模拟电商接口调用
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            try {
                if (Sentinel.takeResource("ecommerce").isPassed()) {
                    System.out.println("请求已通过");
                } else {
                    System.out.println("请求被拒绝");
                }
            } catch (BlockException e) {
                System.out.println("流控触发，请求被拒绝");
            }
        }
    }
}

5.2 案例二：服务降级

服务降级是指在服务出现异常时，将请求转移到备用服务或直接拒绝服务，以减轻系统负担。以下代码示例展示了如何实现服务降级保护：

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeRuleManager;

public class DegradationSample {
    public static void main(String[] args) {
        DegradeRule rule = new DegradeRule();
        rule.setResource("payment");
        rule.setGrade(RuleConstant.DEGRADE_GRADE_EXCEPTION_RATIO);
        rule.setCount(0.05);
        rule.setTimeWindow(10);
        DegradeRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        // 模拟支付接口调用
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            try {
                if (Sentinel.takeResource("payment").isPassed()) {
                    System.out.println("请求已通过");
                } else {
                    System.out.println("请求被拒绝");
                }
            } catch (BlockException e) {
                System.out.println("降级触发，请求被拒绝");
            }
        }
    }
}

5.3 案例三：系统自适应保护

系统自适应保护是指在系统负载过高时，自动触发保护机制，防止系统崩溃。以下代码示例展示了如何实现系统自适应保护：

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRuleManager;

public class SystemProtectionSample {
    public static void main(String[] args) {
        SystemRule rule = new SystemRule();
        rule.setResource("system");
        rule.setGrade(RuleConstant.SYSTEM_PROTECT_GRADE_CPU);
        rule.setCount(80);
        SystemRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        // 模拟系统调用
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            try {
                if (Sentinel.takeResource("system").isPassed()) {
                    System.out.println("请求已通过");
                } else {
                    System.out.println("请求被拒绝");
                }
            } catch (BlockException e) {
                System.out.println("系统保护触发，请求被拒绝");
            }
        }
    }
}

Sentinel常见问题解答

6.1 常见错误及解决方法

在使用 Sentinel 过程中，可能会遇到一些常见的错误，以下是一些常见的错误及其解决方法：

流量控制规则未生效：请检查规则是否正确配置，并确保 Sentinel 控制台已经启动。
降级规则未生效：请检查规则是否正确配置，并确保服务调用过程中出现了异常。
系统保护规则未生效：请检查规则是否正确配置，并确保系统负载超过了设定的阈值。

6.2 性能优化技巧

为了提高系统的性能，可以采用以下几种优化技巧：

合理设置阈值：根据系统的实际情况合理设置流控、降级和系统保护的阈值。
异步调用：将耗时的调用放在异步线程中处理，避免阻塞主线程。
缓存策略：对于频繁访问的数据，可以采用缓存策略减少数据库访问次数。

6.3 日志监控配置

为了更好地监控系统运行情况，可以配置 Sentinel 的日志和监控功能。以下是一些日志和监控配置示例：

# application.yml配置
log:
  level:
    root: INFO # 设置根日志级别
    com.alibaba.csp.sentinel: DEBUG # 设置Sentinel日志级别
sentinel:
  transport:
    dashboard: localhost:8080 # 指定Sentinel控制台的地址

通过以上配置，可以更好地监控和调试系统，及时发现和解决问题。

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