spring cloud Alibaba 容错服务-Sentinel学习笔记七

墨蓝 2022-12-18 01:57 285阅读 0赞

容错服务-Sentinel

  • 一、雪崩效应
  • 二、Sentinel实现容错
  • 三、容错规则
    • sentinel配置规则
    • 代码配置规则
  • 四、sentinel与控制台通信原理剖析
  • 五、控制台相关配置项
  • 六、sentinel API详解(自定义异常提示)
  • 七、sentinel Resource注解详解(自定义异常提示)
  • 八、Template整合sentinel
  • 九 、feign整合sentinel
  • 十、规则持久化
  • 十一、集群流控
  • 十二、sentinel扩展
  • 十三、[Alibaba Sentinel 配置项总结](https://www.imooc.com/article/289562)

一、雪崩效应

英文名为cascading failure，也叫级联失效，级联故障；每个微服务并不是100%可用，网络也有可能出问题，如有一个高并发的微服务系统，如下图，包含四个微服务，开始都为正常，在某个时间点，当A挂了，而此系统为高并发系统，B服务疯狂调用A服务，而A挂了，B发往A的请求就会强制等待，知道请求超时，在java程序中，一次请求往往对应一个线程，请求强制等待，线程就会强制阻塞，一直等到线程超时，才会被释放，在高并发情况下，阻塞线程越来越多，而线程对应的又是服务器计算资源，如不做任务处理，随着积累，B服务将无法创建线程，B服务也挂了，同理，C、D也疯狂请求B，C、D也会因为同样原因而不可用，这就是雪崩效应；导致雪崩效应的原因就是服务消费者未做好容错措施
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1、业界常用容错方案

  • 设置请求超时时间
  • 设置限流，根据最大qbs，限流，超出后不再接受请求
  • 仓壁模式：如ShareController有一个thread-pool-1独立线程池，coreSize=10；TestController也有一个thread-pool-x线程池；当线程池1满了，将拒绝访问请求，不会影响线程x运行
  • 断路器模式：
    ① 现实中例子：监控+开关，实时监控电路状态，当发现某段时间电流过大，认为电路短路，将会自动跳闸，保证电路不被烧毁
    ② 代码例子：某服务接口5秒以内请求错误率、错误次数达到阈值，就跳闸；而该接口又恢复正常，该怎么办？断路器模式巧妙设计了一种半开状态，如下图
    在这里插入图片描述
    当请求错误率达到阈值，断路器打开，然后会有一个短暂的窗口期，允许服务请求一次，若失败，则拒绝服务；果断时间又打开窗口，允许服务请求一次，成功，则断路器关闭，允许请求，达到自我修复

PS：四种方案思想，超时，释放够快，就不那么容易死；限流，只有一碗饭量，哪怕给三碗，也只吃一碗；仓壁模式，不把鸡蛋放一个篮子里，你有你的线程池，我有我的线程池；断路器模式，监控+开关，当监控API达到一定预值，就跳闸

二、Sentinel实现容错

轻量级的流量控制、熔断降级java库

1、整合sentinel

  • 加依赖：通过 /actuator/sentinel 暴露端点进行容错启用验证


    org.springframework.cloud
    spring-cloud-starter-alibaba-sentinel
    0.2.0.RELEASE



    org.springframework.boot
    spring-boot-starter-actuator

actuator配置，将隐藏的端点暴露出来
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  • 加注解
  • 写配置

2、Sentinel控制台

  • 选择最新的jar包下载到本地，然后用java -jar xxx.jar启动控制台 控制台下载地址
  • 为内容中心整合控制台：
    在这里插入图片描述
    访问localhost:8080，发现列表为空，因为sentinel是懒加载，内容中心发送请求后，列表就会显示内容中心微服务信息

三、容错规则

sentinel配置规则

1、流控规则
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  • 关联：用于保护资源，如资源为查询，关联资源为修改，若修改过于频繁，就会限制查询，是保护关联资源的一种设计
  • 链路：细粒度配置，直接、关联都是微服务级别，链路则细分至API级别

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2、降级规则（断路器模式）

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3、热点规则（特殊的流控规则）：可对参数限流，亦或是对参数的值进行限流；适用于某些参数传递频繁，但有希望提高接口可靠性的场景；热点参数必须是基本类型或者String，否则不会生效

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4、系统规则-阈值类型

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5、授权规则：对消费者进行授权控制，白名单，则是允许test微服务访问内容中心 /shares/1 API，黑名单则是不允许访问
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代码配置规则

Alibaba Sentinel 规则参数总结

四、sentinel与控制台通信原理剖析

控制台是如何获取到微服务的监控信息？用控制台配置规则时，控制台是如何将规则发送到各个微服务？

  • sentinel 与 控制台通信：sentinel实现了一套服务发现机制
    在这里插入图片描述
  • 监控信息：通过调用API实现
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    在这里插入图片描述

五、控制台相关配置项

  • 应用端连接控制台配置项
    在这里插入图片描述
  • 控制台配置项
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    配置使用

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六、sentinel API详解(自定义异常提示)

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  • SphU：定义资源，让资源受到监控，并且可以保护资源
  • Tracer：对想要的异常进行统计
  • ContextUtil：可以实现调用来源，还可以标记调入

PS：代码示例

  1. @GetMapping("/test-sentinel-api")
  2. public String testSentinelApi(@RequestParam String a){ 
  3.     //定义一个sentinel保护资源，名称为test-sentinel-api
  4.     String resourceName = "test-sentinel-api";
  5.     //标记资源
  6.     ContextUtil.enter(resourceName,"test-wfw");
  7.     Entry entry = null;
  8.     try { 
  9.         entry = SphU.entry(resourceName);
  10.         if(StringUtils.isBlank(a)){ 
  11.             throw new IllegalArgumentException("a不能为空！");
  12.         }
  13.         return a;
  14.     } catch (BlockException e) { 
  15.         e.printStackTrace();
  16.         return "限流或者降级了";
  17.     }catch (IllegalArgumentException e2){ 
  18.         Tracer.trace(e2);
  19.         return "非法参数";
  20.     }finally { 
  21.         if(entry != null){ 
  22.             entry.exit();
  23.         }
  24.         ContextUtil.exit();
  25.     }
  26. }

七、sentinel Resource注解详解(自定义异常提示)

PS：让代码更加优雅，参考手记

PS：代码示例

  1. /** * sentinel 注解 * @param a * @return */
  2. @GetMapping("/testSentinelResource")
  3. @SentinelResource(
  4.         value = "test-sentinel-resource",
  5.         blockHandler = "block",
  6.         blockHandlerClass = TestControllerBlockHandler.class,
  7.         fallback = "fallback",
  8.         defaultFallback = "defaultFallback",
  9.         fallbackClass = TestControllerFallback.class
  10. )
  11. public String testSentinelResource(@RequestParam String a){ 
  12.     if(a.equals("0")){ 
  13.         throw new IllegalArgumentException("a不能为0！");
  14.     }
  15.     return a;
  16. }
  18. public class TestControllerFallback { 
  19.     public static String defaultFallback(String a,Throwable throwable){ 
  20.         return "降级，或者其他异常：" + throwable.getMessage();
  21.     }
  23.     public static String fallback(String a,Throwable throwable){ 
  24.         return "指定异常：" + throwable.getMessage();
  25.     }
  26. }
  28. public class TestControllerBlockHandler { 
  29.     public static String block(String a, BlockException e){ 
  30.         return "限流或者降级了,block";
  31.     }
  32. }

在这里插入图片描述

八、Template整合sentinel

  • 加注解

    //在spring容器中，创建一个对象，类型RestTemplate，名称/id为方法名
    //相当于传统
    @Bean
    @LoadBalanced
    @SentinelRestTemplate(

    1. blockHandler = "block",
    2. blockHandlerClass = TestControllerBlockHandler.class,
    3. fallback = "fallback",
    4. fallbackClass = TestControllerFallback.class

    )
    public RestTemplate restTemplate(){ 

    1. return new RestTemplate();

    }

  • 开关

    Template整合sentinel 开关

    resttemplate:
    sentinel:

    1. enabled: true

  • 相关源码：涉及Spring生命周期、反射、拦截器，其中不懂的知识点可以重新复习
    在这里插入图片描述

九 、feign整合sentinel

  • 加注解
    在这里插入图片描述

  • 限流降级发生时，如何定义自己的处理逻辑
    ① 在用户中心 feign客户端进行fallback配置
    在这里插入图片描述
    ② 新建类实现 feign客户端接口

    package com.hzb2i.contentcenter.feignClient;
    import com.hzb2i.feignapi.domain.dto.user.UserDto;
    import org.springframework.stereotype.Component;

    @Component
    public class UserCenterFeignClientFallback implements UserCenterFeignClient{ 

    1. @Override
    2. public UserDto findById(Integer id) { 
    3.     UserDto userDto = new UserDto();
    4.     userDto.setWxNickname("默认用户");
    5.     return userDto;
    6. }
    8. @Override
    9. public UserDto query(Integer id, String userName) { 
    10.     UserDto userDto = new UserDto();
    11.     userDto.setWxNickname("默认用户");
    12.     return userDto;
    13. }

    }

  • 如何获取异常
    ① 在用户中心 feign客户端进行fallbackFactory配置
    在这里插入图片描述
    ② 实现FallbackFactory类

    package com.hzb2i.contentcenter.feignClient;

    import com.hzb2i.feignapi.domain.dto.user.UserDto;
    import feign.hystrix.FallbackFactory;
    import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
    import org.springframework.stereotype.Component;

    @Slf4j
    @Component
    public class UserCenterFeignClientFallbackFactory implements FallbackFactory { 

    1. @Override
    2. public UserCenterFeignClient create(Throwable throwable) { 
    3.     return new UserCenterFeignClient() { 
    4.         @Override
    5.         public UserDto findById(Integer id) { 
    6.             log.error("限流或降级：" + throwable);
    7.             UserDto userDto = new UserDto();
    8.             userDto.setWxNickname("默认用户");
    9.             return userDto;
    10.         }
    12.         @Override
    13.         public UserDto query(Integer id, String userName) { 
    14.             log.error("限流或降级：" + throwable);
    15.             UserDto userDto = new UserDto();
    16.             userDto.setWxNickname("默认用户");
    17.             return userDto;
    18.         }
    19.     };
    20. }

    }

PS：sentinel小结在这里插入图片描述

十、规则持久化

从测试反馈，微服务每次重启，规则就消失了，每次都需要重新配置，不适用于生产，需进行规则持久化

  • 拉模型：Alibaba Sentinel规则持久化-拉模式-手把手教程【基于文件】
  • 推模式：Alibaba Sentinel规则持久化-推模式-手把手教程【基于Nacos】

PS：生产环境使用sentinel

  • 推拉模式持久化规则：推模式更佳
  • AHAS：开通地址

十一、集群流控

在这里插入图片描述

十二、sentinel扩展

  • 错误页提示优化：对异常进行细分（衔接六 sentinelAPI和七 sentinel Resource注解）
    ① 打开spring MVC端点保护
    在这里插入图片描述
    默认错误提示：
    在这里插入图片描述
    ② 实现BlockExceptionHandler，对异常提示进行优化：

    @Component
    public class MyUrlBlockHandler implements BlockExceptionHandler { 

    1. @Override
    2. public void handle(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, BlockException e) throws Exception { 
    3.     ErrMsg msg = null;
    4.     if(e instanceof FlowException){  //限流异常
    5.         msg = ErrMsg.builder().status("100").msg("限流了").build();
    6.     }
    7.     else if(e instanceof DegradeException){  //降级异常
    8.         msg = ErrMsg.builder().status("101").msg("降级了").build();
    9.     }
    10.     else if(e instanceof ParamFlowException){  //热点异常
    11.         msg = ErrMsg.builder().status("102").msg("热点参数限流").build();
    12.     }
    13.     else if(e instanceof SystemBlockException){  //系统异常
    14.         msg = ErrMsg.builder().status("100").msg("系统规则不满足").build();
    15.     }
    16.     else if(e instanceof AuthorityException){  //权限异常
    17.         msg = ErrMsg.builder().status("100").msg("授权规则不通过").build();
    18.     }
    19.     //http状态码
    20.     httpServletResponse.setStatus(500);
    21.     httpServletResponse.setCharacterEncoding("utf-8");
    22.     httpServletResponse.setHeader("Content-type","application/json;charset=utf-8");
    23.     httpServletResponse.setContentType("application/json;charset=utf-8");
    24.     new ObjectMapper().writeValue(
    25.             httpServletResponse.getWriter(),
    26.             msg
    27.     );
    28. }

    }

    @Data
    @Builder
    @AllArgsConstructor
    class ErrMsg{ 

    1. private String status;
    2. private String msg;

    }

优化后提示：
在这里插入图片描述

  • 区分来源，异常提示优化

    @Component
    public class MyRequestOriginParser implements RequestOriginParser { 

    1. @Override
    2. public String parseOrigin(HttpServletRequest httpServletRequest) { 
    3.     String origin = httpServletRequest.getParameter("origin");
    4.     if(StringUtils.isBlank(origin)){ 
    5.         throw new IllegalArgumentException("origin must be special!");
    6.     }
    7.     return origin;
    8. }

    }

测试：针对browser进行流控，访问地址参数带?origin=browser则会被限流，其他传值则不会限流
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
PS：不建议将origin参数放在url地址中，可放在header头部里

  • restfulUrl支持，实现URLCleaner接口，通过处理返回相同的url路径

处理前：
在这里插入图片描述
处理后：
在这里插入图片描述

  1. @Slf4j
  2. @Component
  3. public class MyUrlCleaner implements UrlCleaner { 
  4.     @Override
  5.     public String clean(String s) { 
  6.         log.info(s);
  7.         String[] split = s.split("/");
  8.         return Arrays.stream(split).map(string -> { 
  9.             if(StringUtils.equals(string,"{shareId}")){ 
  10.             //if(NumberUtils.isNumber(string)){ 
  11.                 return "{number}";
  12.             }
  13.             return string;
  14.         }).reduce((a,b) -> a + "/" + b).orElse("");
  15.     }
  16. }

PS：透过现象看本质，核心是CommonFilter过滤器
在这里插入图片描述

十三、Alibaba Sentinel 配置项总结

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