• SpringCloud Gateway高阶之Sentinel限流、熔断


    前言

    为什么需要服务熔断和降级微服务是当前业界的一大趋势,原理就是将单一职责的功能模块独立化为子服务降低服务间的耦合,服务间互相调用。但是这样也会出现一些问题:

    上图中大量微服务互相调用存在大量的依赖关系,难免会出现某个服务故障,如ServiceD出现问题,导致ServiceG、ServiceF、ServiceA、ServiceB都出现问题,然后再会影响其他服务,变成级联故障,最终导致系统不可用的坍塌,也就是服务雪崩

    当然还有某些场景,在一些时间段某些服务会出现高并发的情况,而某些服务占用着那些紧缺的资源显然是不太合理的,这时就需要对一些服务进行降级处理,削弱占用的系统资源

    熟悉Spring Cloud的小伙伴,第一反应应该就是Hystrix。但是比较可惜的是Netflix已经宣布对Hystrix停止更新。那么还有什么更好的选择呢?除了Spring Cloud官方推荐的resilience4j之外,目前Spring Cloud Alibaba下整合的Sentinel小伙伴们可以重点考察和选型的目标。

    Sentinel是什么

    Sentinel 是一款由阿里开发的面向分布式服务架构的轻量级流量控制产品,主要以流量为切入点,从流量控制、熔断降级、系统负载保护等多个维度来帮助我们保护服务的稳定性。Sentinel的使用分为两部分:

    1、sentinel-dashboard:与hystrix-dashboard类似,但是它更为强大一些。除了与hystrix-dashboard一样提供实时监控之外,还提供了流控规则、熔断规则的在线维护等功能。

    2、客户端整合:每个微服务客户端都需要整合sentinel的客户端封装与配置,才能将监控信息上报给dashboard展示以及实时的更改限流或熔断规则等。

    部署Sentinel Dashboard

    下载地址

    到github上面搜素sentinel看看他的releases,现在最新的版本V1.6.3,点击下载

    运行Sentinel.jarSentinel的默认端口是8080,当然你也可以换别的端口,在启动的时候设置一下就行了。我们启动时候要让他在后台运行。

    1. nohup java -jar sentinel-dashboard-1.6.3.jar &

    登陆Sentinel控制台

    ip+端口号访问服务,用户名和密码都是:sentinel

    登陆进去后,能看到流控和降级规则设置

    Sentinel对网关的支持

    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:

    1、GatewayFlowRule:网关限流规则,这个根据网关的自身的路由场景设计的,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。

    2、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 myapi,请求 path 模式为 /foo/** 和 /baz/** 的都归到 myapi 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

    网关限流规则 GatewayFlowRule 

     

    字段解释如下:

    1、resource:资源名称

    网关中的 route 名称或者用户自定义的API 分组名称。

    2、resourceMode

    规则是针对 API Gateway 的route(RESOURCEMODEROUTEID)还是用户在 Sentinel 中自定义的API 分组(RESOURCEMODECUSTOMAPI_NAME),默认是route。

    3、grade

    限流指标维度,同限流规则的grade字段。

    4、count:限流阈值5、intervalSec

    统计时间窗口,单位是秒,默认是1 秒(目前仅对参数限流生效)。

    6、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

    7、burst

    应对突发请求时额外允许的请求数目(目前仅对参数限流生效)。

    8、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。

    9、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,目前支持四种模式提取来源 * IP(PARAMPARSESTRATEGYCLIENTIP) * Host(PARAMPARSESTRATEGYHOST) * 任意 Header(PARAMPARSESTRATEGYHEADER) * 任意 URL 参数(PARAMPARSESTRATEGYURLPARAM)

    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 和 matchStrategy:为参数匹配特性预留

    可以通过 GatewayRuleManager.loadRules(rules)手动加载网关规则,或通过 GatewayRuleManager.register2Property(property)注册动态规则源动态推送(推荐方式)

    网关流控实现原理

    上图的整体流程如下:

    1、外部请求进入API Gateway时会经过Sentinel实现的filter,其中会依次进行 路由/API 分组匹配、请求属性解析和参数组装。

    2、Sentinel 会根据配置的网关流控规则来解析请求属性,并依照参数索引顺序组装参数数组,最终传入SphU.entry(res, args) 中。

    3、Sentinel API Gateway Adapter Common 模块向 Slot Chain 中添加了一个 GatewayFlowSlot,专门用来做网关规则的检查。

    4、GatewayFlowSlot会从GatewayRuleManager中提取生成的热点参数规则,根据传入的参数依次进行规则检查。若某条规则不针对请求属性,则会在参数最后一个位置置入预设的常量达到普通流控的效果注意:

    当通过 GatewayRuleManager 加载网关流控规则GatewayFlowRule时,无论是否针对请求属性进行限流,Sentinel底层都会将网关流控规则转化为热点参数规则ParamFlowRule,存储在GatewayRuleManager 中,与正常的热点参数规则相隔离。转换时Sentinel会根据请求属性配置,为网关流控规则设置参数索引idx,并同步到生成的热点参数规则

    总结

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

    1、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

    2、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

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