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)。e
:blockexception
,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 和 熔断 等处理。
它可以和 blockhandler、fallback 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
是@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
是@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
在 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blockhandler
和fallback
。
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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