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SpringCloud Alibaba Sentinel限流詳解 這一次別再錯過

熔斷規(guī)則

在上一篇文章中我們講解了流控規(guī)則的使用和介紹Sentinel流控規(guī)則，今天我們給大家講解sentinel更多樣化的講解以及流量控制。

官方文檔：https://sentinelguard.io/zh-cn/docs/circuit-breaking.html

在面對調(diào)用鏈路中不穩(wěn)定的資源如何保證高可用？在微服務(wù)中一個服務(wù)通常會調(diào)用其他的模塊，可能是服務(wù)內(nèi)的某個應(yīng)用也有可能是另外的一個遠程服務(wù)，數(shù)據(jù)庫或者其他API調(diào)用。比如我們在支付的時候會調(diào)用（某付寶、某信、某聯(lián)）提供的API，在查詢訂單我們會調(diào)用數(shù)據(jù)庫連接，這些依賴的服務(wù)有可能會存在系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況，如果依賴的服務(wù)出現(xiàn)了不穩(wěn)定的情況，請求響應(yīng)時間過長，線程資源產(chǎn)生堆積，可能最終會耗盡服務(wù)的資源，導(dǎo)致服務(wù)變的不可用，這個時候 熔斷降級 是保證服務(wù)高可用的重要措施之一。

如今的微服務(wù)都是分布式，有很多服務(wù)組成，不同服務(wù)之間互相調(diào)用，有著比較復(fù)雜的調(diào)用鏈路，在上面我們只是模擬繪畫了支付操作，在實際的鏈路調(diào)用過程中會有著放大效果，如果某一環(huán)不穩(wěn)定，可能會形成 蝴蝶效應(yīng) 最終導(dǎo)致整個鏈路響應(yīng)時間過長，甚至不可用，所以如果當(dāng)我們的服務(wù)出現(xiàn) 不穩(wěn)定且沒有強依賴服務(wù) 調(diào)用的時，可以進行熔斷降級，暫時限制不穩(wěn)定的調(diào)用，避免影響整體服務(wù)。

熔斷策略：

sentinel提供了三種熔斷策略

• 慢調(diào)用比例: 選擇以慢調(diào)用比例作為閾值，需要設(shè)置允許的慢調(diào)用RT(最大響應(yīng)時間)，如果請求響應(yīng)時間大于該值則認(rèn)為慢調(diào)用，當(dāng)統(tǒng)計時長內(nèi)請求數(shù) 大于 最小請求數(shù)，且慢調(diào)用比例大于閾值，在熔斷時長內(nèi)的請求會被自動熔斷，超過熔斷時長進入半恢復(fù)狀態(tài)（HALF_OPEN），如果下一個請求響應(yīng)時間 小于 慢調(diào)用比例RT結(jié)束熔斷，否則再次熔斷。

• 異常比例： 當(dāng)統(tǒng)計時長內(nèi)請求數(shù) 大于 最小請求數(shù)，且異常比例大于設(shè)定的閾值，在熔斷時間內(nèi)請求自動熔斷，超過熔斷時長進入半恢復(fù)狀態(tài)（HALF_OPEN），如果下一個請求成功，結(jié)束熔斷，否則再次熔斷，異常比例閾值范圍（0.0-1.0）代表百分比。

• 異常數(shù)： 當(dāng)統(tǒng)計時長內(nèi)異常數(shù) 大于 閾值，自動進行熔斷，超過熔斷時長進入半恢復(fù)狀態(tài)（HALF_OPEN），如果下一個請求成功，結(jié)束熔斷，否則再次熔斷。

熔斷狀態(tài)：

熱點參數(shù)規(guī)則的核心屬性：

熔斷策略 - 慢調(diào)用比例

選擇以慢調(diào)用比例作為閾值，需要設(shè)置允許的慢調(diào)用RT(最大響應(yīng)時間)，如果請求響應(yīng)時間大于該值則認(rèn)為慢調(diào)用，當(dāng)統(tǒng)計時長內(nèi)請求數(shù) 大于 最小請求數(shù)，且慢調(diào)用比例大于閾值，在熔斷時長內(nèi)的請求會被自動熔斷，超過熔斷時長進入半恢復(fù)狀態(tài)（HALF_OPEN），如果下一個請求響應(yīng)時間 小于 慢調(diào)用比例RT結(jié)束熔斷，否則再次熔斷。

如果我們一秒鐘請求的數(shù)量大于5且RT(最大響應(yīng)時間)大于我們設(shè)置的比例閾值的時候，觸發(fā)熔斷策略，比如我們有8個請求在一秒中進來，有5個慢調(diào)用，比例閾值設(shè)置為 0.1，這個時候我們滿足(QPS > 5 且 RT > 比例閾值)，進入下一步熔斷策略，觸發(fā)熔斷器。

熔斷器的內(nèi)部使用的是斷路器，這個好比我們做核酸，本來一棟一棟下去做，如果服務(wù)或者檢測機器蹦了，通知你暫時不要下來，當(dāng)機器恢復(fù)了，再通知你下來做，這個就類似我們的斷路器。

案例演示：

    @GetMapping("/fuse")
    public String fuse(){
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "hello fuse";
    }

設(shè)置我們的熔斷策略，如果QPS>5請求RT>250且大于比例閾值觸發(fā)熔斷

通過JMeter測試，1秒鐘發(fā)起10個線程請求，此時就會觸發(fā)熔斷效果，停止測試以后，10秒鐘恢復(fù)正常

當(dāng)我們啟動線程之后，再去訪問fuse接口，可以看到被熔斷了，那么當(dāng)我們停止線程之后，十秒之后去訪問，就可以正常訪問

熔斷策略 - 異常比例

當(dāng)統(tǒng)計時長內(nèi)請求數(shù) 大于 最小請求數(shù)，且異常比例大于設(shè)定的閾值，在熔斷時間內(nèi)請求自動熔斷，超過熔斷時長進入半恢復(fù)狀態(tài)（HALF_OPEN），如果下一個請求成功，結(jié)束熔斷，否則再次熔斷，異常比例閾值范圍（0.0-1.0）代表百分比。異常降級僅僅只針對業(yè)務(wù)異常，對于sentinel本身的異常不生效。

測試：

    @GetMapping("/exptoin")
    public String exptoin(Integer id){
        if(id != null && id > 1){
            throw new RuntimeException("異常比例測試");
        }
        return "exptoin test";
    }

接下來我們用JMeter進行測試，設(shè)置Http請求地址:http://localhost:8006/exptoin?id=5當(dāng)啟動JMeter的時候，會觸發(fā)熔斷，這個時候我們1秒鐘發(fā)送10個請求超過了最小請求數(shù)，同事超過了閾值，滿足兩個條件，當(dāng)熔斷時間結(jié)束 以后恢復(fù)正常

熔斷策略 - 異常數(shù)

當(dāng)統(tǒng)計時長內(nèi)異常數(shù) 大于 閾值，自動進行熔斷，超過熔斷時長進入半恢復(fù)狀態(tài)（HALF_OPEN），如果下一個請求成功，結(jié)束熔斷，否則再次熔斷。

測試代碼：

    @GetMapping("/exptoin/num")
    public String exptoinNum(Integer id){
        if(id != null && id > 1){
            throw new RuntimeException("異常數(shù)測試");
        }
        return "exptoinNum test";
    }

設(shè)置異常數(shù)策略，當(dāng)1秒鐘內(nèi)請求超過5并且異常數(shù)大約5個的時候觸發(fā)熔斷

熱點規(guī)則

官網(wǎng)文檔：https://sentinelguard.io/zh-cn/docs/parameter-flow-control.html

什么是熱點規(guī)則？熱點我們很好理解，就是很火的東西在程序中可以理解成頻繁訪問的數(shù)據(jù)，那么有時候我們系統(tǒng)通緝你某個熱點數(shù)據(jù)中訪問頻次最高的 前幾個數(shù)據(jù)對其進行限制訪問。

例如在秒殺系統(tǒng)中，某一款商品或者某幾款商品，要定點秒殺，我們可以以商品ID為參數(shù)，在一定時間內(nèi)對其進行限流

又或者如果某一個用戶頻繁的去訪問我們系統(tǒng)，我們也可以針對于用戶ID或者IP進行限制。

熱點規(guī)則會統(tǒng)計入?yún)?shù)中的熱點數(shù)據(jù)，根據(jù)配置的限流閾值和模式，對啟動的熱點數(shù)據(jù)進行限流也就是流量控制。

在上圖中我們攜帶了 是三個參數(shù)（axb\abc\xs）等，我們在sentinel中設(shè)置熱點限流，我們設(shè)置的QPS為5，注意：該模式只支持QPS限制，如果我們的axb參數(shù)，命中了我們的規(guī)則，那么該請求攜帶的參數(shù)就會被限流。

在使用熱點規(guī)則的時候，我們需要配合對應(yīng)的@SentinelResource注解進行使用，才能夠達到更加細粒度的流控規(guī)則。

@SentinelResource

• value：代表資源名稱，必填，通過name找到對應(yīng)的規(guī)則
• blockHandler： blockHandler 對應(yīng)處理 BlockException 的方法名稱，可選項，訪問范圍為public，返回類型需要和原方法匹配，并且在最后一需要添加BlockException類型的參數(shù)

測試代碼：

    @GetMapping("/hotTest")
    @SentinelResource(value = "hotTest")
    public String testHotKey(@RequestParam(value = "v1",required = false) String v1,
                             @RequestParam(value = "v2",required = false)String v2){
        return "熱點規(guī)則 -  熱點：";
    }

在這里我們要注意，我們需要配置的是不帶斜杠的資源名稱，這個才是我們需要配置的項目

這個時候我們傳入?yún)?shù) http://localhost:8006/hotTest?v1，不停的刷新瀏覽器，這個時候會超過閾值，那么下面就會出現(xiàn)限流

但是，這個報錯信息不是很友好，一般人根本不知道啥意思，我們可以使用@SentinelResource注解提供的另外一個參數(shù)blockHandler，這個參數(shù)是可以指定當(dāng)出現(xiàn)異常時的處理方法，操作如下：

    @GetMapping("/hotTest")
    @SentinelResource(value = "hotTest",blockHandler = "handler_hot")
    public String testHotKey(@RequestParam(value = "v1",required = false) String v1,
                             @RequestParam(value = "v2",required = false)String v2){

        if("5".equals(v1)){
            throw new RuntimeException("報告有bug!!!");
        }
        return "熱點規(guī)則 -  熱點：";
    }
    
     //處理異常方法，方法簽名要和對應(yīng)的接口方法保持一致
    public String handler_hot(String v1, String v2, BlockException exception){
        return "請求過于頻繁，請稍后再試.....";
    }

重新添加熱點規(guī)則后，再去頻繁的去訪問，效果如下：

例外項數(shù)目

熱點規(guī)則除了上述的基礎(chǔ)使用外，還有例外項的操作，例外項參數(shù)可以達到更加細粒度的控制，比如我們在當(dāng)前的案例中，目前v1參數(shù)在訪問時超過閾值則會被限流，當(dāng)時如果我們想通過參數(shù)v1等于具體的值的時候，來出發(fā)不同的流控效果時，改怎么操作呢？

比如我想要讓v1等于2的時候，閾值達到50，其他的規(guī)則走上面的規(guī)則。

如果當(dāng)前v1的值為2的時候，會走例外項里面的設(shè)置，也就是50的閾值，如果不是2會走普通的閾值規(guī)則，通過下圖我們可以看到如果為2的值，無論我們點擊多少次，都不會提示我們請求過于頻繁。

系統(tǒng)規(guī)則

sentinel系統(tǒng)自適應(yīng)限流是從整體維度對應(yīng)用入口流量進行控制，結(jié)合應(yīng)用的 load、CPU使用率、總體平均RT、入口QPS和并發(fā)線程數(shù)等幾個維度的監(jiān)控指標(biāo)，通過自適應(yīng)的流控策略，來讓系統(tǒng)入口流量和系統(tǒng)的負(fù)載達到一個平衡，讓系統(tǒng)盡可能的在面對高并發(fā)訪問的同時保證系統(tǒng)整體的穩(wěn)定。

系統(tǒng)保護是應(yīng)用整體，所以不具備更細粒度的操作，只針對于入口流量有效。

系統(tǒng)規(guī)則支持的模式：

• LOAD自適應(yīng)： 針對于linxu/unix 機器有效，系統(tǒng)load（一分鐘平均負(fù)載）作為啟發(fā)指標(biāo)，進行自適應(yīng)系統(tǒng)保護。
• RT：單臺機器上所有的入口流量平均RT達到閾值時，觸發(fā)系統(tǒng)保護，單位為毫秒
• 線程數(shù)： 單臺機器上所有入口流量的并發(fā)線程數(shù)達到閾值觸發(fā)系統(tǒng)保護
• 入口QPS: 單臺機器上所有入口流量的QPS達到閾值觸發(fā)系統(tǒng)保護
• CPU 使用率： 當(dāng)系統(tǒng)CPU使用率超過閾值時觸發(fā)系統(tǒng)保護（取值范圍：0.0 - 1.0）

演示：

通過入口QPS來進行測試，直接設(shè)置規(guī)則

最后測試效果不管現(xiàn)在我們訪問那個接口只要超過閾值就會被限流

總結(jié)

到這里我們限流策略就講完了，其實并不復(fù)雜，我們需要了解其中每個規(guī)則如何使用，效果是怎樣的，最好是自己動手試一試，會更有成就感，如果覺得文章的內(nèi)容對你有幫助，記得點贊關(guān)注，你的支持是我創(chuàng)作的最大動力，感謝您的支持！

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