Alibaba SpringCloud集成Nacos、Sentinel实现服务治理-17

关于服务治理

总体而言，限流和降级作为微服务架构中的重要机制，尽管在实现上可能有多种方式，但它们都着眼于保护服务提供者和消费者，在面对异常情况时确保系统稳定运行。限流关注于保护服务提供者，控制请求流量；而降级则关注于服务消费者，确保在服务不可用或异常情况下提供基本的功能。

  • 限流是一种针对服务提供者的策略，用于控制对特定服务接口或服务实例的访问量。其目的在于保护服务提供者免受过大请求流量的影响，确保服务稳定性。限流措施可以在服务提供者或服务消费者两端实现，通过设定流量阈值并采取排队、拒绝请求或返回错误信息等方式来控制流量，从而保护服务。
  • 降级是针对服务消费者的应对策略，在服务出现异常或限流时，通过对服务调用进行降级处理，确保消费者端能够在异常情况下正常工作。降级的目的在于转变为弱依赖状态，使系统能够在服务不可用时提供基本的功能或数据。这种策略可以在服务消费者端实施，通过返回默认值、提供备用数据或简化功能等方式来保证系统的可用性。
  • 断路器：一个自动中断，恢复的功能，实际场景中用的不多。

在这里插入图片描述

1、Sentinel.dashbod 图形化界面安装

  1. 下载地址：https://github.com/alibaba/Sentinel/releases

  2. 启动：下面命令中的端口号可以根据需要修改

java -Dserver.port=9999 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:9999 -Dproject.name=sentinel-dashboard -jar sentinel-dashboard-1.8.7.jar

在这里插入图片描述

  1. 通过 http://localhost:9999 访问图形化界面，密码默认为sentinel。
    在这里插入图片描述

2、alibaba-sentinel-server

服务端主要是限流配置

在这里插入图片描述

pom.xml

在本示例中，主要用到了三个主要组件，nacos服务发现，sentinel，以及nacos配置中心（做为sentinel规则的存储，否则当服务重启后规则就会丢失）

        <dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId></dependency><dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId></dependency><dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-alibaba-sentinel-datasource</artifactId></dependency><dependency><groupId>com.alibaba.csp</groupId><artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId></dependency>

application.properties配置

这里配置比较多，可参考上面jar包引用说明查看，主要是配置了Nacos和Sentinel控制台的地址。

spring.profiles.active = dev
spring.application.name=AlibabaSpringbootSentinelServer
server.port=19504management.endpoints.web.exposure.include=*
management.endpoint.health.show-details=alwaysspring.cloud.nacos.discovery.server-addr=127.0.0.1:8848
spring.cloud.nacos.discovery.fail-fast=true
spring.cloud.nacos.username=nacos
spring.cloud.nacos.password=nacosspring.cloud.sentinel.transport.dashboard=localhost:9999
spring.cloud.sentinel.transport.port=8719 #与sentinel通信的转用端口
spring.cloud.sentinel.eager=true
spring.cloud.sentinel.web-context-unify=truespring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.server-addr=127.0.0.1:8848
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.username=nacos
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.password=nacos
#需要nocas中配合一个名为 AlibabaSpringbootSentinelServer-sentinel 的文件，这里不需要加-dev啥的，因为这处指定死了名称
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.dataId=${spring.application.name}-sentinel
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.groupId=DEFAULT_GROUP
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.data-type=json
#type=flow 以 JSON 格式返回现有的限流规则，degrade 返回现有生效的降级规则列表，system 则返回系统保护规则。
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.rule-type=flow

SpringbootApplication启动类

主要是添加了@EnableDiscoveryClient注解，如果不需要服务发现可以去掉。

@Slf4j
@SpringBootApplication(scanBasePackages = {"com.korgs",  "cn.hutool.extra.spring"})
@Configuration
@EnableConfigurationProperties
@ServletComponentScan
@RestController
@EnableDiscoveryClient
public class AlibabaSpringbootSentinelServerApplication {@Value("${server.port}")private String serverPort;public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(AlibabaSpringbootSentinelServerApplication.class, args);}@GetMapping("/helloworld/{uuid}")public BaseResponse<String> helloWorld(@PathVariable String uuid){String str = LogGenerator.trackLog()+ " uuid=" + uuid + " I am busy to handle this request."+ " serverPort=" + serverPort;log.info( str );return BaseResponse.success(str);}
}

Controller测试类实现

给普通的uri上添加@SentinelResource(value = "userInfo", blockHandler = "exceptionHandler")，这个注解在文章最后会详细解释。

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/api/user")
public class UserController {@Value("${server.port}")private String serverPort;@SentinelResource(value = "userInfo", blockHandler = "exceptionHandler")@GetMapping("/userinfo/{uuid}")public BaseResponse<String> userInfo(@PathVariable String uuid){String str = LogGenerator.trackLog()+ " uuid=" + uuid + " I am busy to handle userInfo."+ " serverPort=" + serverPort;log.info( str );return BaseResponse.success(str);}@SentinelResource(value = "userOrder")@GetMapping("/userorderlist/{uuid}")public ListResponse<List<String>> userOrder(@PathVariable String uuid){String str = LogGenerator.trackLog()+ " uuid=" + uuid + " I am busy to handle userInfo."+ " serverPort=" + serverPort;log.info( str );List<String> userOrders = new ArrayList<>();userOrders.add("order1");userOrders.add("order2");userOrders.add("order3");userOrders.add("order4");return ListResponse.success(userOrders);}@SentinelResource(value = "userStatus")@GetMapping("/userstatus/{uuid}")public BaseResponse<String> userStatus(@PathVariable String uuid){String str = LogGenerator.trackLog()+ " uuid=" + uuid + " I am busy to handle userStatus."+ " serverPort=" + serverPort;return BaseResponse.success(str);}public BaseResponse<String> exceptionHandler(long s, BlockException ex) {ex.printStackTrace();return BaseResponse.error(s+"");}
}

3、Sentinel配置限流规则

限流规则配置

  • 配置之前要先启动 alibaba-sentinel-server 服务，然后登陆sentinel客户端，就可以发现此服务，然后在流控规则中新增规则即可。
    在这里插入图片描述
  • 配置规则，规则可以注解的value或uri来配置。
    比如下面这个配置
    @SentinelResource(value = "userInfo", blockHandler = "exceptionHandler")@GetMapping("/userinfo/{uuid}")public BaseResponse<String> userInfo(@PathVariable String uuid){}

资源名可以配置成userInfo，也可以配置成/userinfo/{uuid}，一般建议配置成@SentinelResource注解的值，这样也起到了一个解耦的作用。
在这里插入图片描述

Controller限流功能测试

因为上面规则的阈值配置成了1，所以我们快速访问上述的userinfo地址。会发现uri返回时好时坏。在浏览器中打开http://localhost:19504/swagger-ui/index.html，如下：
在这里插入图片描述
上述红框就是限流后的返回结果。

4、alibaba-sentinel-client

客户端主要是降级配置，这个示例中添加了ribbon和RestTemplate支持，前者用于负载，后者用于远程访问。
在这里插入图片描述

pom.xml

    <dependencies><dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId></dependency><dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId></dependency></dependencies>

application.properties配置

spring.profiles.active = dev
spring.application.name=AlibabaSpringbootSentinelClient
server.port=19505management.endpoints.web.exposure.include=*spring.cloud.nacos.discovery.server-addr=127.0.0.1:8848
spring.cloud.nacos.discovery.fail-fast=true
spring.cloud.nacos.username=nacos
spring.cloud.nacos.password=nacos#自定义配置服务端
service-url.nacos-service = http://AlibabaSpringbootSentinelServer

SpringbootApplication启动类

主要是添加了@EnableDiscoveryClient注解，如果不需要服务发现可以去掉。

@Slf4j
@SpringBootApplication(scanBasePackages = {"com.korgs",  "cn.hutool.extra.spring"})
@Configuration
@EnableConfigurationProperties
@ServletComponentScan
@RestController
@EnableDiscoveryClient
public class AlibabaSpringbootSentinelClientApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(AlibabaSpringbootSentinelClientApplication.class, args);}@GetMapping("/helloworld")public String helloWorld(){log.info( LogGenerator.trackLog()+ "msg=" + "I am busy to handle this request.");return "hello world";}
}

配置RestTemplate

添加@SentinelRestTemplate，配置全局降级响应

@Configuration
public class RibbonConfig {@Bean@LoadBalanced@SentinelRestTemplatepublic RestTemplate restTemplate() {return new RestTemplate();}
}

Controller测试类实现

配置自定义降级响应，即被服务端限流后的响应

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/api/load")
public class LoadUserController {@Autowiredprivate RestTemplate restTemplate;@Value("${service-url.nacos-service}")private String ribbonServiceUrl;/*熔断，降级，这里主要用到的是fallback标签*/@GetMapping("/fusing")@SentinelResource(value = "fusing", fallback = "handleFallback")public BaseResponse<String> fusing(String uuid){String result =  restTemplate.getForObject(ribbonServiceUrl + "/api/user/userinfo/{1}", String.class, uuid);return BaseResponse.success(result);}public BaseResponse<String> handleFallback(String uuid, Throwable e) {log.error("handleFallback2 id:{},throwable class:{}", uuid, e.getClass());return BaseResponse.error("服务降级返回");}
}

Controller被限流后的降级测试

  • 先启动 alibaba-sentinel-server
  • 再启动 alibaba-sentinel-client
  • 打开 http://localhost:19505/swagger-ui
    在这里插入图片描述
    当快速访问时就会发现，返回结果变成了自定义的描述了。

5、Sentinel详细使用说明

Sentinel注解

@SentinelRestTemplate注解

此注解的属性支持限流(blockHandler, blockHandlerClass)和降级(fallback, fallbackClass)的处理。下面的示例是演示调用服务时时支持的限流。

即在消费者一端实现的限流配置，但目的也是为了保护服务提供者，一般不太常用，还是在提供者端配置为好。在消费端限流（也称降级）是指在服务提供者发生异常后，客户端的的处理逻辑

//配置全局限流异常
@Bean
@SentinelRestTemplate(blockHandler = "handleException", blockHandlerClass = ExceptionUtil.class)
public RestTemplate restTemplate() {return new RestTemplate();
}

@SentinelRestTemplate注解 中 blockHandler 或 fallback 属性对应的方法必须是对应 blockHandlerClass 或 fallbackClass 属性中的静态方法。
该方法的参数跟返回值跟 org.springframework.http.client.ClientHttpRequestInterceptor#interceptor 方法一致，其中参数多出了一个 BlockException 参数用于获取 Sentinel 捕获的异常。

比如上述 @SentinelRestTemplate 注解中 ExceptionUtil 的 handleException 属性对应的方法声明如下：

public class ExceptionUtil {public static ClientHttpResponse handleException(HttpRequest request, byte[] body, ClientHttpRequestExecution execution, BlockException exception) {}public static SentinelClientHttpResponse handleException(HttpRequest request,byte[] body, ClientHttpRequestExecution execution, BlockException ex) {System.out.println("Oops: " + ex.getClass().getCanonicalName());return new SentinelClientHttpResponse("custom block info");}
}

当使用 RestTemplate 调用被 Sentinel 熔断后，会返回 RestTemplate request block by sentinel 信息，或者也可以编写对应的方法自行处理返回信息。这里提供了 SentinelClientHttpResponse 用于构造返回信息。

@SentinelResource 注解

public class TestService {// 原函数@SentinelResource(value = "hello", blockHandler = "exceptionHandler", fallback = "helloFallback")public String hello(long s) {return String.format("Hello at %d", s);}// Fallback 函数，函数签名与原函数一致或加一个 Throwable 类型的参数.public String helloFallback(long s) {return String.format("Halooooo %d", s);}// Block 异常处理函数，参数最后多一个 BlockException，其余与原函数一致.public String exceptionHandler(long s, BlockException ex) {ex.printStackTrace();return "Oops, error occurred at " + s;}// 这里单独演示 blockHandlerClass 的配置.// 对应的 `handleException` 函数需要位于 `ExceptionUtil` 类中，并且必须为 public static 函数.@SentinelResource(value = "test", blockHandler = "handleException", blockHandlerClass = {ExceptionUtil.class})public void test() {System.out.println("Test");}
}
  • value：资源名称，必需项（不能为空）
  • entryType：entry 类型，可选项（默认为 EntryType.OUT）
  • blockHandler / blockHandlerClass（限流处理）: blockHandler 对应处理 BlockException 的函数名称，可选项。blockHandler 函数访问范围需要是 public，返回类型需要与原方法相匹配，参数类型需要和原方法相匹配并且最后加一个额外的参数，类型为 BlockException。blockHandler 函数默认需要和原方法在同一个类中。若希望使用其他类的函数，则可以指定 blockHandlerClass 为对应的类的 Class 对象，注意对应的函数必需为 static 函数，否则无法解析。
  • fallback / fallbackClass（异常处理）：fallback 函数名称，可选项，用于在抛出异常的时候提供 fallback 处理逻辑。fallback 函数可以针对所有类型的异常（除了 exceptionsToIgnore 里面排除掉的异常类型）进行处理。fallback 函数签名和位置要求：
    • 返回值类型必须与原函数返回值类型一致；
    • 方法参数列表需要和原函数一致，或者可以额外多一个 Throwable 类型的参数用于接收对应的异常。
    • fallback 函数默认需要和原方法在同一个类中。若希望使用其他类的函数，则可以指定 fallbackClass 为对应的类的 Class 对象，注意对应的函数必需为 static 函数，否则无法解析。
  • defaultFallback（since 1.6.0）：默认的 fallback 函数名称，可选项，通常用于通用的 fallback 逻辑（即可以用于很多服务或方法）。默认 fallback 函数可以针对所有类型的异常（除了 exceptionsToIgnore 里面排除掉的异常类型）进行处理。若同时配置了 fallback 和 defaultFallback，则只有 fallback 会生效。defaultFallback 函数签名要求：
    • 返回值类型必须与原函数返回值类型一致；
    • 方法参数列表需要为空，或者可以额外多一个 Throwable 类型的参数用于接收对应的异常。
    • defaultFallback 函数默认需要和原方法在同一个类中。若希望使用其他类的函数，则可以指定 fallbackClass 为对应的类的 Class 对象，注意对应的函数必需为 static 函数，否则无法解析。
  • exceptionsToIgnore（since 1.6.0）：用于指定哪些异常被排除掉，不会计入异常统计中，也不会进入 fallback 逻辑中，而是会原样抛出。

配置全局异常处理

Sentinel内置的 URL 限流触发后默认处理逻辑是，直接返回 “Blocked by Sentinel (flow limiting)”。 如果需要自定义处理逻辑，实现的方式如下：

public class CustomUrlBlockHandler implements UrlBlockHandler {@Overridepublic void blocked(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse) throws IOException {// todo add your logic}
}WebCallbackManager.setUrlBlockHandler(new CustomUrlBlockHandler());

Sentinel中配置限流规则

可以sentinel图形化界面中配置限流规则，可以用资源名，也可以添加相对的url路径，比如下面例子，在资源名对话框中可以配置userInfo 或 /api/user/userinfo

@RestController("/api/user")
public class UserController{@SentinelResource(value = "userInfo", blockHandler = "exceptionHandler")@GetMapping("/userinfo")public BaseResponse<String> userInfo(String uuid){String str = LogGenerator.trackLog()+ " uuid=" + uuid + " I am busy to handle userInfo."+ " serverPort=" + serverPort;log.info( str );return BaseResponse.success(str);}
}

给sentinel提供 ReadableDataSource 存储支持

默认情况下，当我们在Sentinel控制台中配置规则时，控制台推送规则方式是通过API将规则推送至客户端并直接更新到内存中。一旦我们重启应用，规则将消失。

Sentinel starter 整合了目前存在的几类 ReadableDataSource。只需要在配置文件中进行相关配置，即可在 Spring 容器中自动注册 DataSource。 下面我们介绍下如何将配置规则进行持久化，以存储到Nacos为例。

spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.server-addr=127.0.0.1:8848
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.username=nacos
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.password=nacos#需要nocas中配合一个名为 AlibabaSpringbootSentinelServer-sentinel 的文件，这里不需要加-dev啥的，因为这处指定死了名称
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.dataId=${spring.application.name}-sentinel
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.groupId=DEFAULT_GROUP
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.data-type=json#type=flow 以 JSON 格式返回现有的限流规则，degrade 返回现有生效的降级规则列表，system 则返回系统保护规则。
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.rule-type=flow

然后在nacos中配置一外名为AlibabaSpringbootSentinelServer-sentinel的文件，这样就会在sentinel中存储了。文件内容如下：

[{"resource": "userInfo", //资源名称"limitApp": "default", //来源应用"grade": 1,   //阈值类型，0表示线程数，1表示QPS"count": 1,    //单机阈值"strategy": 0,  //流控模式，0表示直接，1表示关联，2表示链路"controlBehavior": 0,  //流控效果，0表示快速失败，1表示Warm Up，2表示排队等待"clusterMode": false  //是否集群}
]

6、与openFeign配合实现降级

  • alibaba-sentinel-openFeign-client:19508

此服务和上面的是alibaba-sentinel-client功能一样，只不过把ribbon换成了openFiegn实现，测试方法也完全一样，不详细说了。

但在业务实现中建议使用openFiegn。

在这里插入图片描述

源码下载

涉及模块：

  • alibaba-sentinel-server:19501，服务端
  • alibaba-sentinel-client : 19506， ribbon实现的客户端
  • alibaba-sentinel-openFeign-client: 19508，openFeign实现的客户端

源码下载：

  • 基础框架源码下载
  • Alibaba SpringCloud集成Nacos、Sentinel实现服务治理

源码运行方法：

  • 模块详细功能说明和运行测试方法

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