【SpringCloud】Sentinel 之流量控制

一、上集回顾

上级文章地址:【SpringCloud】Sentinel的基础概念及使用_面向架构编程的博客-CSDN博客

雪崩问题虽然有四种方案,但是限流是避免服务因突发的流量而发生故障,是对微服务雪崩问题的预防

所以,这一篇文章我们先来讲讲服务限流(流量控制)

二、簇点链路

当请求进入微服务时,首先会访问DispatcherServlet,然后进入Controller、Service、Mapper,这样的一个调用链就叫做簇点链路

簇点链路中被监控的每一个接口就是一个资源

默认情况下sentinel会监控SpringMVC的每一个端点Endpoint,也就是controller中的方法)。

因此SpringMVC的每一个端点(Endpoint)就是调用链路中的一个资源

也就是说Service、Mapper中的方法默认是不会被监控的,除非我们对其使用Sentinel提供的一些注解

流控、熔断等都是针对簇点链路中的资源来设置的,因此我们可以点击对应资源后面的按钮来设置规则

  • 流控:流量控制

  • 降级:降级熔断

  • 热点:热点参数限流,是限流的一种

  • 授权:请求的权限控制

三、快速入门

【需求】给 /order/{orderId}设置流控规则,QPS<5,然后压测

(1)首先在sentinel控制台添加限流规则

点击资源/order/{orderId}后面的流控按钮,就可以弹出表单,将QPS设置为5即可

(2)利用jmeter测试

右键启动后,在结果树里面看结果:

有成功的,也有失败的,失败的原因是被Sentinel阻塞了,这就说明Sentinel起了作用!!!

Sentinel控制台

这里只是演示了一下Sentinel最基本的用法。然而点击“更多”下面还有——流控模式、流控效果。下面我们就来研究一下它们!

四、流控模式

在添加限流规则时,点击高级选项,可以选择三种流控模式

  • 直接统计当前资源的请求,触发阈值时对当前资源直接限流,也是默认的模式

  • 关联:统计当前资源相关的另一个资源,触发阈值时,对当前资源限流

  • 链路:统计从指定链路访问到本资源的请求,触发阈值时,对指定链路限流(指定来源)

1.关联模式

统计与当前资源相关的另一个资源,触发阈值时,对当前资源限流。

使用场景

比如用户支付时需要修改订单状态,同时用户要查询订单。查询和修改操作会争抢数据库锁,产生竞争。业务需求是优先支付和更新订单的业务,因此修改订单业务触发阈值时,需要对查询订单业务限流

配置规则

语法说明

/write资源访问量触发阈值时,就会/read资源限流,避免影响/write资源。

需求分析

  1. 在OrderController新建两个端点:/order/query和/order/update,无需实现业务

  1. 配置流控规则,当/order/update资源被访问的QPS超过5时,对/order/query请求限流

代码实现

(1)定义/order/query端点,模拟订单查询

@GetMapping("/query")
public String queryOrder() {
    return "查询订单成功";
}

(2)定义/order/update端点,模拟订单更新

@GetMapping("/update")
public String updateOrder() {
    return "修改订单成功";
}

重启order-service服务,然后访问一下

查询业务:localhost:8080/order/query

更新业务:localhost:8080/order/update

(3)配置流控规则

【问】我们现在要给谁添加流控规则呢?query?还是update?

答:给谁限流就给谁添加流控规则!所以,这里给/order/query 添加流控规则

这么配置的含义是:当/order/update的QPS超过5,则会限制/order/query的访问!

(4)在Jmeter测试

我们现在有Jmeter做一下测试

1000个请求,10s内发完,QPS为10,显然是会大于我们之前设定的值!

启动Jmeter进行压测!

这个时候,访问一下/order/update,会出现异常,如下:

小结

一般满足以下关系可以使用关联模式

  1. 两个有竞争关系的资源

  1. 一个优先级高,一个优先级低(优先级高的触发阈值,对优先级低的做限流

2.链路模式

只针对从指定链路访问到本资源的请求做统计,判断是否超过阈值。

配置示例

例如有两条请求链路:

/test1 --> /common
/test2 --> /common

如果只希望统计从/test2进入到/common的请求,则可以这样配置:

需求分析

有查询订单和创建订单业务,两者都需要查询商品。针对从查询订单进入到查询商品的请求统计,并设置限流。

步骤:

  1. OrderService中添加一个queryGoods()方法,不用实现业务

  1. 在OrderController中,改造/order/query端点,调用OrderService中的queryGoods方法

  1. 在OrderController中添加一个/order/save的端点,调用OrderService的queryGoods方法

  1. queryGoods设置限流规则,从/order/query进入queryGoods的方法限制QPS必须小于2

代码实现

(1)添加查询商品方法

在order-service服务中,给OrderService类添加一个queryGoods()方法

public void queryGoods() {
    System.out.println("查询商品");
}

(2)查询订单时,查询商品

在order-service的OrderController中,修改/order/query端点的业务逻辑

@GetMapping("/query")
public String queryOrder() {
    // 查询商品
    orderService.queryGoods();
    // 查询订单
    System.out.println("查询订单");
    return "查询订单成功";
}

(3)新增订单,查询商品

在order-service的OrderController中,修改/order/save端点,模拟新增订单

@GetMapping("/save")
public String saveOrder() {
    // 新增商品
    orderService.queryGoods();
    // 新增订单
    System.out.println("新增订单");
    return "新增订单成功";
}

(4)给查询商品添加资源标记(重点!!!)

默认情况下OrderService中的方法是不被Sentinel监控的,需要我们自己通过注解来标记要监控的方法。

给OrderService的queryGoods()方法添加注解

@SentinelResource("goods")
public void queryGoods() {
    System.out.println("查询商品");
}

链路模式中,是对不同来源的两个链路做监控。但是sentinel默认会给进入SpringMVC所有请求设置同一个root资源,会导致链路模式失效!!!

我们需要关闭这种对SpringMVC的资源聚合,修改order-service服务的application.yml文件:

spring:
  cloud:
    sentinel:
      web-context-unify: false # 关闭context整合

重启服务,访问/order/query和/order/save,可以查看到sentinel的簇点链路规则中,出现了新的资源:

(5)添加流控规则

点击goods资源后面的流控按钮,在弹出的表单中填写下面信息:

只统计从/order/query进入/goods的资源,QPS阈值为2,超出则被限流。

(6)Jmeter测试

200个请求,50s内发完,即每秒4个(QPS为4)

配置/order/save的HTTP请求

配置/order/query的HTTP请求

启动Jmeter

我们可以看到新增业务都是正常的

但是,在查询业务中就会出现异常!!!

总共的QPS为8,即新增4个、查询4个,这里显然是在查询业务被拒绝了2个!!!

五、流控效果

在流控的高级选项中,还有一个流控效果选项:

流控效果是指请求达到流控阈值时应该采取的措施,包括三种

  • 快速失败:达到阈值后,新的请求会被立即拒绝并抛出FlowException异常。是默认的处理方式。

  • warm up:预热模式,对超出阈值的请求同样是拒绝并抛出异常。但这种模式阈值会动态变化,从一个较小值逐渐增加到最大阈值。

  • 排队等待:让所有的请求按照先后次序排队执行,两个请求的间隔不能小于指定时长。

1.快速失败

是默认的处理方式。达到阈值后,直接抛出FlowException异常,不做任何处理!

2.warm up

阈值一般是一个微服务能承担的最大QPS,但是一个服务刚刚启动时,一切资源尚未初始化(冷启动),如果直接将QPS跑到最大值,可能导致服务瞬间宕机!!!

而warm up模式就是为了解决这个问题!

warm up也叫预热模式,是应对服务冷启动的一种方案。

工作原理

请求阈值初始值是 maxThreshold / coldFactor,持续指定时长后,逐渐提高到maxThreshold值。而coldFactor的默认值是3(也就是说初始阈值阈值1/3

例如,我设置QPS的maxThreshold为10,预热时间为5秒,那么初始阈值就是 10 / 3 ,也就是3,然后在5秒后逐渐增长到10,如下图:

3.排队等待

当请求超过QPS阈值时,快速失败warm up拒绝新的请求并抛出异常

排队等待则是让所有请求进入一个队列中,然后按照阈值允许的时间间隔依次执行。后来的请求必须等待前面执行完成,但是,如果请求预期的等待时间超出最大时长,则会被拒绝。

工作原理

例如:QPS = 5,意味着每200ms处理一个队列中的请求;timeout = 2000,意味着预期等待时长超过2000ms的请求会被拒绝并抛出异常,如下图所示:

好处

如果第1秒同时接收到10个请求,但第2秒只有1个请求,此时QPS的曲线这样的:

如果使用队列模式做流控,所有进入的请求都要排队,以固定的200ms的间隔执行,QPS会变的很平滑

平滑的QPS曲线起到了流量整形的作用,对于服务器来说是更友好的,也相当于是对微服务的一种保护

六、热点参数限流

之前的限流是统计访问某个资源的所有请求,判断是否超过QPS阈值。而热点参数限流是分别统计参数值相同的请求,判断是否超过QPS阈值。

1.全局参数限流

例如,一个根据id查询商品的接口

如果按照原来的统计方式,也就是全局参数限流QPS的值为4

2.热点参数限流

访问/goods/{id}的请求中,id参数值会有变化,热点参数限流会根据参数值分别统计QPS,如下图所示

配置规则

对hot这个资源的0号参数(第一个参数)做统计,每1秒相同参数值的请求数不能超过5

高级选项

0号的long类型参数限流,每1秒相同参数的QPS不能超过5,有两个例外:

  • 如果参数值是100,则每1秒允许的QPS为10

  • 如果参数值是101,则每1秒允许的QPS为15

案例需求

给/order/{orderId}这个资源添加热点参数限流,规则如下:

  • 默认的热点参数规则是每1秒请求量不超过2

  • 给102这个参数设置例外:每1秒请求量不超过4

  • 给103这个参数设置例外:每1秒请求量不超过10

【有一个坑】注意事项热点参数限流对默认的SpringMVC资源无效,需要利用@SentinelResource注解标记资源才会生效!!!

代码实现

(1)标记资源

order-service中的OrderController中的/order/{orderId}资源添加注解

@SentinelResource("hot")
@GetMapping("{orderId}")
public Order queryOrderByUserId(@PathVariable("orderId") Long orderId) {
    // 根据id查询订单并返回
    return orderService.queryOrderById(orderId);
}

(2)热点参数限流规则

点击左侧菜单中热点规则菜单

点击新增,填写表单

(3)Jmeter测试

这里发起请求的QPS为5,包含3个http请求,即

/order/101
/order/102
/order/103

对于普通参数"/order/101"的阈值是2

/order/102的阈值是4

/order/103的阈值是10

也就是说,通过QPS的最大值是11(2+4+5)

显然,不同参数的限流上限是不一样的!热点参数限流是一种更细粒度的限流!

下一节——Sentinel隔离与降级

【SpringCloud】Sentinel 之隔离与降级_面向架构编程的博客-CSDN博客

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