SpringCloud微服务-----微服务保护Sentinel

目录

1.初识Sentinel

1.1认识Sentinel

 1.1.1安装Sentinel控制台

 1.2微服务整合Sentinel

 1.3簇点链路

2 流控模式

2.1流控模式-关联 

2.3流控模式-链路

 3 流控效果

3.1 流控效果-warm up

3.2 流控效果-排队等待

4 热点参数限流

5 隔离和降级 

5.1 隔离和降级

5.2 Feign整合Sentinel 

6 线程隔离

6.1 线程隔离(舱壁模式) 

 7 熔断降级

7.1 熔断策略-慢调用

 7.2 熔断策略-异常比例、异常数

8 自定义异常结果


1.初识Sentinel

雪崩问题:微服务调用链路中的某个服务故障,引起整个链路中的所有微服务都不可用,这就是雪崩。

解决雪崩问题的常见方式有四种:

超时处理:设定超时时间,请求超过一定时间没有响应就返回错误信息,不会无休止等待

舱壁模式:限定每个业务能使用的线程数,避免耗尽整个tomcat的资源,因此也叫线程隔离。

熔断降级:由断路器统计业务执行的异常比例,如果超出阈值则会熔断该业务,拦截访问该业务的一切请求。 

流量控制:限制业务访问的QPS,避免服务因流量的突增而故障。

如何避免因瞬间高并发流量而导致服务故障?

流量控制

如何避免因服务故障引起的雪崩问题?

超时处理 线程隔离 降级熔断 

1.1认识Sentinel

Sentinel是阿里巴巴开源的一款微服务流量控制组件。官网地址:https://sentinelguard.io/zh-cn/index.html Sentinel 具有以下特征:

丰富的应用场景:Sentinel 承接了阿里巴巴近 10 年的双十一大促流量的核心场景,例如秒杀(即突发流量控制在系统容量可以承受的范围)、消息削峰填谷、集群流量控制、实时熔断下游不可用应用等。

完备的实时监控:Sentinel 同时提供实时的监控功能。您可以在控制台中看到接入应用的单台机器秒级数据,甚至 500 台以下规模的集群的汇总运行情况。

广泛的开源生态:Sentinel 提供开箱即用的与其它开源框架/库的整合模块,例如与 Spring Cloud、Dubbo、gRPC 的整合。您只需要引入相应的依赖并进行简单的配置即可快速地接入 Sentinel。

完善的 SPI 扩展点:Sentinel 提供简单易用、完善的 SPI 扩展接口。您可以通过实现扩展接口来快速地定制逻辑。例如定制规则管理、适配动态数据源等。

 1.1.1安装Sentinel控制台

sentinel官方提供了UI控制台,方便对系统做限流设置。大家可以在GitHub下载。

然后访问:localhost:8080 即可看到控制台页面,默认的账户和密码都是sentinel 

 说明:

 1.2微服务整合Sentinel

(1)父工程引入sentinel依赖

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

(2)配置控制台地址

#sentinel控制台的地址
spring.cloud.sentinel.transport.dashboard=localhost:8090

(3)访问接口

 1.3簇点链路

簇点链路:就是项目内的调用链路,链路中被监控的每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),因此SpringMVC的每一个端点(Endpoint)就是调用链路中的一个资源。 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:

需求:给 /product/getName这个资源设置流控规则,QPS不能超过 5。然后利用jemeter测试。 

2 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 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

2.1流控模式-关联 

  • 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。业务需求是有限支付和更新订单的业务,因此当修改订单业务触发阈值时,需要对查询订单业务限流。

 

 经过压测发现,当write超过阈值时,read被限流了

 满足下面条件可以使用关联模式:

两个有竞争关系的资源                 一个优先级较高,一个优先级较低

2.3流控模式-链路

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。

发现并没有对productCommon进行限流:

  • Sentinel默认只标记Controller中的方法为资源,如果要标记其它方法,需要利@SentinelResource注解
  • Sentinel默认会将Controller方法做context整合,导致链路模式的流控失效,需要修改application.yml,添加

 

 经过压测发现,从/product/query发起的请求有流量限制,从/product/save并没有

 3 流控效果

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

3.1 流控效果-warm up

warm up也叫预热模式,是应对服务冷启动的一种方案。请求阈值初始值是 threshold / coldFactor,持续指定时长后,逐渐提高到threshold值。而coldFactor的默认值是3. 例如,我设置QPS的threshold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.

 

 经过压测发现,请求阈值会慢慢增大,直到增大到最大阈值

3.2 流控效果-排队等待

当请求超过QPS阈值时,快速失败和warm up 会拒绝新的请求并抛出异常。而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,如果请求预期的等待时间超出最大时长,则会被拒绝。 在某一时刻,服务很忙,而其他时刻,服务很闲。 例如:QPS = 5,意味着每200ms处理一个队列中的请求;timeout = 2000,意味着预期等待超过2000ms的请求会被拒绝并抛出异常

 经过压测,刚开始都可以请求成功,慢慢的有些不能成功,是因为超过了超时时间,导致请求不被允许,最后又都可以是因为前面的请求已经处理完毕,所以后面的都可以成功

流控效果有哪些?

快速失败:QPS超过阈值时,拒绝新的请求

warm up: QPS超过阈值时,拒绝新的请求;QPS阈值是逐渐提升的,可以避免冷启动时高并发导致服务宕机。

排队等待:请求会进入队列,按照阈值允许的时间间隔依次执行请求;如果请求预期等待时长大于超时时间,直接拒绝

4 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。

 在热点参数限流的高级选项中,可以对部分参数设置例外配置:

结合上一个配置,这里的含义是对0号的int类型参数限流,每1秒相同参数的QPS不能超过2,

有两个例外: 如果参数值是101,则每1秒允许的QPS为4 如果参数值是102,则每1秒允许的QPS为5

注意:热点参数限流对默认的SpringMVC资源无效!!!!!!!

5 隔离和降级 

5.1 隔离和降级

虽然限流可以尽量避免因高并发而引起的服务故障,但服务还会因为其它原因而故障。而要将这些故障控制在一定范围,避免雪崩,就要靠线程隔离(舱壁模式)和熔断降级手段了。 不管是线程隔离还是熔断降级,都是对客户端(调用方)的保护。

5.2 Feign整合Sentinel 

SpringCloud中,微服务调用都是通过Feign来实现的,因此做客户端保护必须整合Feign和Sentinel。

1、修改OrderService的application.yml文件,开启Feign的Sentinel功能,别忘了添加sentinel依赖

2、给FeignClient编写失败后的降级逻辑   

方式一:FallbackClass,无法对远程调用的异常做处理   

方式二:FallbackFactory,可以对远程调用的异常做处理,我们选择这种

编写一个自己的fallBackFactory类并且实现FallbackFactory接口

@Component
public class MyFallBackFactory implements FallbackFactory<OpenFeign> {
    @Override
    public OpenFeign create(Throwable throwable) {
        return new OpenFeign() {
            @Override
            public Product getProduct(Integer id) {
                Product product = new Product();
                product.setPid(-1L);
                product.setPname("服务器出现故障,请稍后再试");
                return product;
            }
        };
    }
}

修改OpenFeign

Sentinel支持的雪崩解决方案: 线程隔离(仓壁模式) 降级熔断

Feign整合Sentinel的步骤:

在application.yml中配置:feign.sentienl.enable=true

给FeignClient编写FallbackFactory并注册为Bean

将FallbackFactory配置到FeignClient

6 线程隔离

线程隔离有两种方式实现: 线程池隔离       信号量隔离(Sentinel默认采用)

 

6.1 线程隔离(舱壁模式) 

在添加限流规则时,可以选择两种阈值类型:

QPS:就是每秒的请求数,在快速入门中已经演示过

线程数:是该资源能使用用的tomcat线程数的最大值。也就是通过限制线程数量,实现舱壁模式。 

示例:

 

 

7 熔断降级

7.1 熔断策略-慢调用

熔断降级是解决雪崩问题的重要手段。其思路是由断路器统计服务调用的异常比例、慢请求比例,如果超出阈值则会熔断该服务。即拦截访问该服务的一切请求;而当服务恢复时,断路器会放行访问该服务的请求。

 在product中的控制层编写

 

 7.2 熔断策略-异常比例、异常数

断路器熔断策略有三种:慢调用、异常比例或异常数 异常比例或异常数:统计指定时间内的调用,如果调用次数超过指定请求数,并且出现异常的比例达到设定的比例阈值(或超过指定异常数),则触发熔断。例如:

8 自定义异常结果

我们在order-service中定义类,实现BlockExceptionHandler接口: 

@Component
public class SentinelBlockHandler implements BlockExceptionHandler {
    @Override
    public void handle(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, BlockException e) throws Exception {
        String msg = "未知异常";
        if (e instanceof FlowException) {
            msg = "请求被限流了!";
        } else if (e instanceof DegradeException) {
            msg = "请求被降级了!";
        } else if (e instanceof ParamFlowException) {
            msg = "热点参数限流!";
        } else if (e instanceof AuthorityException) {
            msg = "请求没有权限!";
        }
        httpServletResponse.setContentType("application/json;charset=utf-8");
        httpServletResponse.getWriter().print("{\"message\": \"" + msg + "\"}");
    }
}

 之后随便设置一下流控,可以看出使用了自己定义的异常结果

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转载自blog.csdn.net/yhl15736773842/article/details/131807834