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SpringCloud中Sentinel基础场景和异常处理方式

2025年04月02日 Java 我要评论
sentinel 是一个由 阿里巴巴 开源的分布式系统流量控制组件,专注于为微服务架构提供流量控制、熔断降级、系统负载保护等功能。它特别适用于高并发、高可用性的分布式系统,能够帮助开发者保护系统免于因

sentinel 是一个由 阿里巴巴 开源的分布式系统流量控制组件,专注于为微服务架构提供流量控制、熔断降级、系统负载保护等功能。

它特别适用于高并发、高可用性的分布式系统,能够帮助开发者保护系统免于因流量过载、系统崩溃、依赖不可用等情况而导致的服务不可用。

一、sentinel 的核心功能

流量控制(traffic control)

  • 限流:在服务接口或者资源上进行流量限制,确保系统在高负载情况下不会崩溃。
  • qps(每秒查询数):对每秒请求数进行限制,超过设定阈值则拒绝请求。
  • 并发线程数控制:控制在某个资源上同时处理请求的线程数,避免系统资源被过度消耗。

熔断降级(circuit breaker)

  • 当依赖服务出现故障时,sentinel 可以自动进行熔断处理,防止故障扩展,降低系统负担。
  • 根据定义的规则进行降级,比如当请求的失败率超过设定阈值时,自动进行服务降级处理。
  • 降级模式:可以配置为流量的百分比降级或者固定的线程数降级。

系统负载保护(system load protection)

  • sentinel 可以通过系统负载(如 cpu、内存、rt 等)来控制流量,确保在资源紧张时不会对系统产生更大的压力。
  • 可以根据系统的实时负载状况动态调整请求的流量,保证系统的稳定性。

热点参数限流(hot spot parameter flow control)

  • 限流不仅仅可以基于资源来进行,也可以基于请求中的参数来进行。例如,可以限制某些特定参数的请求数量。

监控与报警

  • sentinel 提供了实时监控能力,可以通过 web 控制台或者日志进行流量、系统负载、异常等信息的监控。
  • 支持与外部监控系统(如 prometheus、grafana 等)集成,帮助开发者实时了解系统状态。

集群模式

  • sentinel 支持集群模式,适用于微服务架构中的多服务间的流量控制。
  • 支持将流量控制策略分布到整个集群中,保证整个系统的流量调度和熔断降级的一致性。

二、使用 sentinel

添加依赖:

在 spring boot 项目中集成 sentinel,首先需要在 pom.xml 中添加相关的依赖:

<dependency>
    <groupid>com.alibaba.csp</groupid>
    <artifactid>sentinel-core</artifactid>
    <version>1.8.3</version>
</dependency>

使用 @sentinelresource 注解:

在方法上使用 @sentinelresource 注解来定义流量控制和熔断降级逻辑:

@sentinelresource(value = "createorder")
@override
public order createorder(long productid, long userid) {
    product product = getproductfromremotewithloadbalanceannotation(productid);

    // 使用 feign 完成远程调用
    product product = productfeignclient.getproductbyid(productid);
    order order = new order();
    order.setid(1l);
    
    // 总金额
    order.settotalamount(product.getprice().multiply(new bigdecimal(product.getnum())));
    order.setuserid(userid);
    order.setnickname("zhangsan");
    
    return order;
}

@sentinelresource(value = "createorder"):为 createorder 方法添加了 sentinel 的流量控制和熔断降级功能。这意味着该方法在执行时会受 sentinel 管控,触发流量控制或熔断时,会执行相应的降级逻辑(如返回默认值或调用备用方法)。

productfeignclient.getproductbyid(productid):使用 feign 远程调用其他服务获取产品信息。productfeignclient 是通过 feign 客户端定义的接口,能够调用远程服务 getproductbyid 方法来获取指定 productid 的产品信息。

三、异常处理

其中异常处理流程主要分为三个大类:web 接口的异常处理,@sentinelresource和 openfeign 调用的异常处理。涉及了不同的组件和处理方法:

1. web 接口中的异常处理

在 web 接口的异常处理中,主要使用 sentinelwebinterceptor 来拦截和处理请求中的异常。

1.1 sentinelwebinterceptor

  • 这是 sentinel 中用于 web 接口流量控制的拦截器。当请求的流量超出了预设的阈值(例如 qps 限制),或者系统出现异常时,sentinel 会自动触发 blockexception
  • 该拦截器可以捕获限流(流量控制)和降级的异常,并通过 blockexceptionhandler 进行处理。

1.2 默认 blockexceptionhandler

  • blockexceptionhandler 是 sentinel 默认的异常处理器。当发生限流或降级时,会调用默认的 blockexceptionhandler 进行处理,通常它会返回一个简单的错误响应,提示用户请求被限流或服务降级。
  • 处理逻辑通常是返回一个自定义的错误消息,或者直接返回一个 500 或 429 状态码,表明请求被限制。

1.3 自定义 blockexceptionhandler

  • 自定义异常处理器:如果默认的处理方式不符合需求,可以通过实现 blockexceptionhandler 接口来创建自定义的异常处理逻辑。
  • 比如,你可以在自定义异常处理中加入详细的日志记录、告警机制、或者更复杂的错误响应格式。
import com.fasterxml.jackson.databind.objectmapper;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.blockexception;
import javax.servlet.http.httpservletrequest;
import javax.servlet.http.httpservletresponse;
import java.io.printwriter;

@component
public class myblockexceptionhandler implements blockexceptionhandler {

    private objectmapper objectmapper = new objectmapper();  // 用于将错误信息转换成 json 格式

    @override
    public void handle(httpservletrequest request, httpservletresponse response,
                       string resourcename, blockexception e) throws exception {
        // 获取响应的 printwriter 用于向客户端输出响应内容
        printwriter writer = response.getwriter();

        // 设置响应的内容类型为 json
        response.setcontenttype("application/json;charset=utf-8");

        // 创建一个自定义的错误信息对象 r,包含错误的代码和消息
        r error = r.error(500, resourcename + " 被sentinel 限制了, 原因: " + e.getmessage());

        // 使用 objectmapper 将错误对象转换为 json 字符串
        string json = objectmapper.writevalueasstring(error);

        // 将 json 写入响应输出流
        writer.write(json);
    }
}

@component 注解

  • 该类使用 @component 注解标记为 spring bean,确保 spring 能扫描到该类并进行自动注册。
  • 这个类实现了 blockexceptionhandler 接口,作为 sentinel 的自定义异常处理器。

objectmapper 实例化

  • objectmapper 是 jackson 库中的一个类,用于将 java 对象转换为 json 字符串。
  • 我们在 handle 方法中使用它来将错误信息对象 r 转换为 json 格式的字符串。

handle 方法

  • handle 方法会在 blockexception 发生时调用,这是 sentinel 的异常处理方法。它接收以下参数:
  • request:当前请求对象。
  • response:当前响应对象,用于输出响应。
  • resourcename:触发限制的资源名称(如 api 名称)。
  • eblockexception,是 sentinel 抛出的异常,表示请求被限流或熔断等原因阻塞。

2. @sentinelresource 注解中的异常(常用于控制器以外的类上)

在使用 @sentinelresource 注解时,我们可以为特定资源配置 流量控制降级熔断 等处理。

它可以和 blockhandlerfallback 配合使用,确保服务在流量限制或异常发生时进行降级处理。

2.1 sentinelresourceaspect

  • sentinelresourceaspect 是 sentinel 的一个切面,它会在方法执行时处理 流量控制(限流)和 异常降级
  • 当触发 blockexception 时,会自动调用配置好的 blockhandler 方法来处理限流异常;如果发生其他异常(如业务逻辑失败),则会调用 fallback 方法进行降级处理。

2.2 blockhandler

  • blockhandler@sentinelresource 注解中的一个参数,用于指定当流量控制(限流)发生时,如何处理该异常。
  • 我们通过定义一个处理被阻断逻辑的blockhandler方法并使用注解将其与原始请求方法关联。
  • resource标注的资源没有违反规则,则调用真实的业务逻辑去返回真实的数据,如果违反规则被渗透的限制了,则调用block handler指定的方法返回兜底数据,也就是control最终要么得到一个真实数据,要么得到一个兜底数据。
@sentinelresource(value = "createorder", blockhandler = "createorderfallback")
@override
public order createorder(long productid, long userid) {
    // 使用 feign 完成远程调用
    product product = productfeignclient.getproductbyid(productid);
    order order = new order();
    order.setid(1l);

    // 总金额
    order.settotalamount(product.getprice().multiply(new bigdecimal(product.getnum())));
    order.setuserid(userid);
    order.setnickname("zhangsan");
    order.setaddress("西安工业大学");

    // 远程查询商品列表
    order.setproductlist(arrays.aslist(product));

    return order;
}

// 降级回调
public order createorderfallback(long productid, long userid, blockexception e) {
    order order = new order();
    order.setid(0l);
    order.settotalamount(new bigdecimal("0"));
    order.setuserid(userid);
    order.setnickname("未注册用户");
    order.setaddress("异常信息: " + e.getclass());

    return order;
}

这段代码保证了在请求被限流或发生异常时,能够回退到一个默认的响应,从而避免系统崩溃。具体通过 @sentinelresource 注解、blockhandler 机制实现了流量控制与异常降级处理。在控制后返回一个兜底回调数据。

2.3 fallback

  • fallback@sentinelresource 中的另一个参数,用于指定当服务出现异常时(如服务不可用或业务异常),如何进行服务降级处理。
  • 降级后的逻辑通常是提供备用数据或简单的错误响应。

最终总结起来,我们的最佳实战用法就是sentinelresource一般标注在非control的这些层,你想要给哪些方法进行保护,你就加上这个注解,一旦违反规则以后,如果业务规定有兜底回调的数据,那么就使用block handler去来指定兜底回调,如果业务没规定有兜底回调,那我们也可以不用任何一种回调机制,直接让异常抛给全局,由项目的spring boot全局异常处理器进行处理。

3. openfeign 调用中的异常处理

openfeign 的调用中,sentinel 同样提供了流量控制和熔断降级的功能。

3.1 sentinelfeign.builder()

  • sentinelfeign.builder() 用于构建 feign 客户端时集成 sentinel 的流量控制和熔断功能。当进行 feign 调用时,sentinel 会自动为调用方法设置流量控制规则。
  • 你可以通过 sentinelfeign.builder() 配置流量控制和降级策略,并为 feign 方法定义 blockhandlerfallback

3.2 fallback

  • 在 feign 调用中,fallback 用于指定当远程服务不可用或者请求超时时,如何降级。
  • 可以为每个 feign 调用定义 fallback 方法,确保即使远程服务不可用,系统也能提供备用的返回值。

feign 客户端接口

@feignclient(value = "service-product", fallback = productfeignclientfallback.class) // feign客户端
public interface productfeignclient {
    @getmapping("/product/{id}")
    product getproductbyid(@pathvariable("id") long id);
}

@feignclient:定义了一个 feign 客户端接口,value = "service-product" 表示它会向 service-product 服务发起请求,fallback 指定了降级,productfeignclientfallback.class,当远程调用失败时会触发该降级方法。

feign 客户端的降级处理:

@component
public class productfeignclientfallback implements productfeignclient {
    @override
    public product getproductbyid(long id) {
        system.out.println("降级回调....");
        product product = new product();
        product.setid(id);
        product.setprice(new bigdecimal("0"));
        product.setproductname("未知商品");
        product.setnum(0);
        return product;
    }
}

4. spring boot 异常处理

4.1 springboot 异常处理

  • sentinel 在 spring boot 中的集成也允许我们通过 全局异常处理 来捕获和处理来自 sentinel 的 blockexception
  • 在 spring boot 中,使用 @controlleradvice 可以集中处理所有的异常,包括 blockexception。如果请求被限流或服务降级,spring boot 会捕获并处理这些异常,保证系统的高可用性

四、fallback 和 blockhandler 的区别

1. fallback

  • 目的fallback 用于处理 业务异常,例如远程服务不可用、请求超时等。它提供一种备用的处理方式,以保证系统的可用性。
  • 触发时机:当方法在正常执行过程中发生异常时(例如 getproductbyid 方法无法获取远程数据时),fallback 会被调用。
  • 使用场景:当服务请求失败时,fallback 会返回一个默认值或一个特定的错误响应。例如,产品查询失败时,返回一个“未知商品”的占位符。

2. blockhandler

  • 目的blockhandler 用于处理 流量控制相关的异常,例如当系统流量超出预定阈值时,sentinel 会触发限流或熔断,调用 blockhandler 来处理这些流量控制异常。
  • 触发时机:当 流量控制(如限流、降级、熔断)触发时,blockhandler 会被调用,用来处理流量被阻塞的情况。
  • 使用场景:当请求被流量控制机制(如限流)阻塞时,blockhandler 会被触发,返回限流信息或适当的降级响应。例如,系统在高并发场景下超过阈值时,blockhandler 会返回“请求过多”的提示。

总结

  • fallback 主要是用于业务异常或服务不可用时提供备用逻辑,确保服务在出现故障时仍能返回合适的结果。
  • blockhandler 主要是处理流量控制相关的异常(如限流、熔断等),确保系统在流量过大或异常情况下不会崩溃。

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持代码网。

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