Spring Cloud Gateway集成Sentinel流控

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@SentinelResource详解

Sentinel的流控与熔断降级规则详解

Sentinel集成Nacos对流控与降级规则的持久化

概述

Sentinel 支持对 Spring Cloud Gateway、Zuul 等主流的 API Gateway 进行限流。

Sentinel 1.6.0 引入了 Sentinel API Gateway Adapter Common 模块，此模块中包含网关限流的规则和自定义 API 的实体和管理逻辑：

• GatewayFlowRule：网关限流规则，针对 API Gateway 的场景定制的限流规则，可以针对不同 route 或自定义的 API 分组进行限流，支持针对请求中的参数、Header、来源 IP 等进行定制化的限流。
• ApiDefinition：用户自定义的 API 定义分组，可以看做是一些 URL 匹配的组合。比如我们可以定义一个 API 叫 my_api，请求 path 模式为 /foo/** 和 /baz/** 的都归到 my_api 这个 API 分组下面。限流的时候可以针对这个自定义的 API 分组维度进行限流。

其中网关限流规则 GatewayFlowRule 的字段解释如下：

• resource：资源名称，可以是网关中的 route 名称或者用户自定义的 API 分组名称。

• resourceMode：规则是针对 API Gateway 的 route（RESOURCE_MODE_ROUTE_ID）还是用户在 Sentinel 中定义的 API 分组（RESOURCE_MODE_CUSTOM_API_NAME），默认是 route。

• grade：限流指标维度，同限流规则的 grade 字段。

• count：限流阈值

• intervalSec：统计时间窗口，单位是秒，默认是 1 秒。

• controlBehavior：流量整形的控制效果，同限流规则的 controlBehavior 字段，目前支持快速失败和匀速排队两种模式，默认是快速失败。

• burst：应对突发请求时额外允许的请求数目。

• maxQueueingTimeoutMs：匀速排队模式下的最长排队时间，单位是毫秒，仅在匀速排队模式下生效。

• paramItem ：参数限流配置。若不提供，则代表不针对参数进行限流，该网关规则将会被转换成普通流控规则；否则会转换成热点规则。其中的字段：

  • parseStrategy：从请求中提取参数的策略，目前支持提取来源 IP（PARAM_PARSE_STRATEGY_CLIENT_IP）、Host（PARAM_PARSE_STRATEGY_HOST）、任意 Header（PARAM_PARSE_STRATEGY_HEADER）和任意 URL 参数（PARAM_PARSE_STRATEGY_URL_PARAM）四种模式。
  • fieldName：若提取策略选择 Header 模式或 URL 参数模式，则需要指定对应的 header 名称或 URL 参数名称。
  • pattern：参数值的匹配模式，只有匹配该模式的请求属性值会纳入统计和流控；若为空则统计该请求属性的所有值。（1.6.2 版本开始支持）
  • matchStrategy：参数值的匹配策略，目前支持精确匹配（PARAM_MATCH_STRATEGY_EXACT）、子串匹配（PARAM_MATCH_STRATEGY_CONTAINS）和正则匹配（PARAM_MATCH_STRATEGY_REGEX）。（1.6.2 版本开始支持）

  这些参数在集成Nacos注册动态规则源动态推送的时候会用到，也可以通过Sentinel控制台添加，缺点就是服务重启所有规则都会丢失

快速开始

使用Spring Cloud Alibab能够很方便的集成Sentinel，首先需要导入Sentinel相关的依赖

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

        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
            <artifactId>sentinel-spring-cloud-gateway-adapter</artifactId>
            <version>1.8.3</version>
        </dependency>

从 1.6.0 版本开始，Sentinel 提供了 Spring Cloud Gateway 的适配模块，可以提供两种资源维度的限流：

• route 维度：即在 Spring 配置文件中配置的路由条目，资源名为对应的 routeId
• 自定义 API 维度：用户可以利用 Sentinel 提供的 API 来自定义一些 API 分组

添加Sentinel配置文件

package cuit.epoch.pymjl.config;

import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;

import javax.annotation.PostConstruct;

import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.gateway.sc.SentinelGatewayFilter;
import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.gateway.sc.callback.BlockRequestHandler;
import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.gateway.sc.callback.GatewayCallbackManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.gateway.sc.exception.SentinelGatewayBlockExceptionHandler;

import org.springframework.beans.factory.ObjectProvider;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GlobalFilter;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.Ordered;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.http.MediaType;
import org.springframework.http.codec.ServerCodecConfigurer;
import org.springframework.web.reactive.function.BodyInserters;
import org.springframework.web.reactive.function.server.ServerResponse;
import org.springframework.web.reactive.result.view.ViewResolver;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import reactor.core.publisher.Mono;

/**
 * @author Pymjl
 * @version 1.0
 * @date 2022/9/15 14:15
 **/
@Configuration
public class GatewayConfiguration {

    private final List<ViewResolver> viewResolvers;
    private final ServerCodecConfigurer serverCodecConfigurer;

    /**
     * 这里ServerCodecConfigurer会报错：“Could not autowire. No beans of 'ServerCodecConfigurer' type found.”
     * 不影响使用，可以忽略他
     * sentinel拦截包括了视图、静态资源等，需要配置viewResolvers以及拦截之后的异常，我们也可以自定义抛出异常的提示
     *
     * @param viewResolversProvider 视图解析器供应器
     * @param serverCodecConfigurer 服务器编解码器配置
     */
    public GatewayConfiguration(ObjectProvider<List<ViewResolver>> viewResolversProvider,
                                ServerCodecConfigurer serverCodecConfigurer) {
        this.viewResolvers = viewResolversProvider.getIfAvailable(Collections::emptyList);
        this.serverCodecConfigurer = serverCodecConfigurer;
    }

    /**
     * 由于sentinel的工作原理其实借助于全局的filter进行请求拦截并计算出是否进行限流、熔断等操作的，增加SentinelGateWayFilter配置
     *
     * @return {@code SentinelGatewayBlockExceptionHandler}
     */
    @Bean
    @Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
    public SentinelGatewayBlockExceptionHandler sentinelGatewayBlockExceptionHandler() {
        // Register the block exception handler for Spring Cloud Gateway.
        return new SentinelGatewayBlockExceptionHandler(viewResolvers, serverCodecConfigurer);
    }

    @Bean
    @Order(-1)
    public GlobalFilter sentinelGatewayFilter() {
        return new SentinelGatewayFilter();
    }

    @PostConstruct
    public void doInit() {
        initCustomizedApis();
    }

    /**
     * 自定义异常提示：当发生限流异常时，会返回定义的提示信息。
     */
    private void initCustomizedApis() {
        BlockRequestHandler blockRequestHandler = new BlockRequestHandler() {
            @Override
            public Mono<ServerResponse> handleRequest(ServerWebExchange serverWebExchange, Throwable throwable) {
                // 自定义异常处理
                HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
                map.put("code", "10099");
                map.put("message", "服务器忙，请稍后再试！");
                return ServerResponse.status(HttpStatus.NOT_ACCEPTABLE)
                        .contentType(MediaType.APPLICATION_JSON)
                        .body(BodyInserters.fromValue(map));
            }
        };
        GatewayCallbackManager.setBlockHandler(blockRequestHandler);
    }
}

除此之外，用户可以利用 Sentinel 提供的 API 来自定义一些 API 分组，然后Sentinel会针对这个分组进行限流，示例如下

    @PostConstruct
    public void doInit() {
    
    
        initCustomizedApis();
    }

	private void initCustomizedApis() {
    
    
        Set<ApiDefinition> definitions = new HashSet<>();
        ApiDefinition api1 = new ApiDefinition("some_customized_api")
            .setPredicateItems(new HashSet<ApiPredicateItem>() {
    
    {
    
    
                add(new ApiPathPredicateItem().setPattern("/ahas"));
                add(new ApiPathPredicateItem().setPattern("/product/**")
                    .setMatchStrategy(SentinelGatewayConstants.URL_MATCH_STRATEGY_PREFIX));
            }});
        ApiDefinition api2 = new ApiDefinition("another_customized_api")
            .setPredicateItems(new HashSet<ApiPredicateItem>() {
    
    {
    
    
                add(new ApiPathPredicateItem().setPattern("/**")
                    .setMatchStrategy(SentinelGatewayConstants.URL_MATCH_STRATEGY_PREFIX));
            }});
        definitions.add(api1);
        definitions.add(api2);
        GatewayApiDefinitionManager.loadApiDefinitions(definitions);
    }

注意：

• Sentinel 网关流控默认的粒度是 route 维度以及自定义 API 分组维度，默认不支持 URL 粒度。若通过 Spring Cloud Alibaba 接入，请将 spring.cloud.sentinel.filter.enabled 配置项置为 false（若在网关流控控制台上看到了 URL 资源，就是此配置项没有置为 false）。
• 若使用 Spring Cloud Alibaba Sentinel 数据源模块，需要注意网关流控规则数据源类型是 gw-flow，若将网关流控规则数据源指定为 flow 则不生效。

编写配置文件

在bootstrap.yaml 中编写对应的配置

spring:
  application:
    name: gateway-service
  cloud:
    loadbalancer:
      nacos:
        enabled: true
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 192.168.199.128:8848 #Nacos地址
      config:
        server-addr: 192.168.199.128:8848 #Nacos地址
        file-extension: yaml #这里我们获取的yaml格式的配置
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true
    sentinel:
      filter:
        enabled: false
      transport:
        #配置 Sentinel dashboard 地址
        dashboard: 192.168.199.128:8858
        #默认8719端口，假如被占用会自动从8719开始依次+1扫描,直至找到未被占用的端口
        port: 8719

在Nacos中对应的远程配置文件

spring:
  cloud:
    gateway:
    # 全局的过滤器，跨域配置
      default-filters:
        - DedupeResponseHeader=Access-Control-Allow-Origin, RETAIN_UNIQUE
      globalcors:
        cors-configurations:
          '[/**]':
            allowedHeaders: '*'
            allowedMethods: '*'
            allowedOrigins: '*'
      # 路由      
      routes:
        - id: user_servcie_get
          uri: lb://user-service
          predicates:
            - Path=/user/get/{
    
    id}
        - id: user_service_test
          uri: lb://user-service
          predicates:
            - Path=/user/test

测试

先启动userservice和网关，然后访问一次对应的接口，观察Sentinel控制台

我们给user_service_test添加对应的流控规则

然后再来访问测试

如图所示，流控生效

项目源码：gitee github