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全面理解Sentinel（隔离、系统保护、熔断降级、服务授权）

发布时间: 2024-1-30 文章作者: myluzh 分类名称: NOTE 朗读文章

0x01 关于微服务血崩问题
什么是微服务血崩：
微服务调用链路中的某个服务器故障，引起整个链路中所有微服务不可用，这就是血崩。
解决微服务血崩问题常见方式有四种：
1、超时处理：设定超时时间，请求超过一定时间没有响应就返回错误信息，不会无休止等待。
2、舱壁模式：限定每个业务能使用的线程数，避免耗尽整个tomcat的资源，因此也线程隔离。
3、熔断降级：由断路器统计业务执行的异常比例，如果超出阈值则会熔断该业务，拦截该业务的一切请求。
4、流量控制：限制业务访问的QPS，避免服务因流量的突增而故障。
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0x02 安装Sentinel 
# web端口8090 账号 sentinel 密码xMbiP1d5e5R4R52C
java -Dserver.port=8090 \
-Dproject.name=sentinel-dashboard \
-Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8090 \
-Dsentinel.dashboard.auth.password=xMbiP1d5e5R4R52C \
-jar /data/sentinel-dashboard-1.8.0.jar

0x03 Java微服务整合Sentinel
1、pom.xml引入sentinel依赖 
<!--sentinel-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>
2、application.yml配置控制台地址 
spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8080
3、重启微服务，访问微服务的任意短点，触发sentinel监控

0x04 限流规则
关于簇点链路理解：
就是项目内的调用链路，链路中被监控的每个接口就是一个资源。默认情况下sentinel会监控SpringMVC的每个端点（Endpoint），因此SpringMVC的每个端点（Endpoint）就是调用链路中的一个资源。
流控、熔断等都是针对簇点链路中的资源来设置的，因此我们可以点击对应资源后面的按钮来设置规则。
关于流控模式种类：
在添加限流规则时，点击高级选项，可以选择三种流控模式
1、直接模式：
统计当前资源的请求，触发阈值时对当前资源直接限流，也是默认的模式。
2、关联模式：
统计与当前资源相关的另一个资源，触发阈值时，对当前资源限流。
业务场景：比如用户支付时需要修改订单状态，同时用户要查询订单。查询和修改操作会争抢数据库锁，产生竞争。业务需求是有限支付和更新订单的业务，因此当修改订单业务触发阈值时，需要对查询订单业务进行限流。
满足下面条件可以使用关联模式：两个有竞争关系的资源，一个优先级高，一个优先级低，优先级高的资源并发大的时候，对优先级低的资源进行限流。
3、链路模式：
统计从指定链路访问到本资源的请求，触发阈值时，对指定链路限流。
Sentinel默认只标记controller中的方法为资源，如果要标记其它方法，需要利用@SentinelResource注解，示例: 
@SentinelResource("goods")
public void queryGoods() {
    System.err.println("查询商品");
}
同时，需要修改`application.yml`文件中的配置，添加以下内容： 
spring:
  cloud:
    sentinel:
      web-context-unify: false # 关闭context整合
流控效果
1、快速失败：
达到阈值之后，新的请求会立即拒绝并抛出FlowExecption异常，是默认的处理方式。
2、Warm Up：
也可称为预热模式，对超出阈值的请求同样是拒绝并抛出异常。但这种模式阈值会产生动态变化，从一个较小值逐渐增大到最大阈值。
是应对服务冷启动的一种方案。请求阈值初始值是threshold（最大QPS）/coldFactor（预热时长），持续指定时长后，逐渐提高到threshold值。而coldFactor的默认值是3。
例如，设置的QPS的threshold为10，预热时间为5秒，那么初始阈值就是10/3也就是3，然后再5秒后逐渐增加到10。
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3、排队等待：
让所有的请求按照先后次序排队执行，两个请求间隔不能小于指定时长。
当请求超过QPS阈值时，快速失败和warm up会拒绝新的请求并抛出异常。而排队等待则是让所有请求进入一个队列中然后按照阈值允许的时间间隔依次执行。后来的请求必须等待前面执行完成，如果请求预期的等待时间超出最大时长，则会被拒绝。
例如：QPS=5，意味着每200ms处理一个队列中的请求，timeout=2000，意味着超过2000ms的请求会被拒绝并抛出异常。
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热点参数限流
之前的限流是统计访问某个资源的所有请求，判断是否超过QPS。而热点参数限流是分别统计参数相同的请求，判断是否超过QPS阈值。
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0x05 隔离和降级
线程隔离
线程隔离（舱壁模式）
在添加限流规则时，可以选择两种类型的阈值：
1、QPS：就是每秒的请求数
2、线程数：是该资源能够使用tomcat线程数的最大值，也就是通过限制线程数量，实现舱壁模式。
线程隔离的两种方式：
1、线程池隔离
优点：支持主动超时，支持异步调用。缺点：线程的额外开销比较大。适合场景：低扇出。
2、信号量隔离（Sentinel默认采用）
优点：轻量级，无额外开销。缺点：不支持主动超时，不支持异步调用。适合场景：高频调用，高扇出。
熔断降级
熔断降级是解决雪崩问题的重要手段。其思路是由断路器统计服务调用的异常比例、慢请求比例，如果超出阈值则会熔断该服务。即拦截访问该服务的一切请求;而当服务恢复时，断路器会放行访问该服务的请求。
断路器的三个状态：
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断路器熔断策略有三种：
1、慢调用比例
业务的响应时长(RT)大于指定时长的请求认定为慢调用请求。在指定时间内，如果请求数量超过设定的最小数量，慢调用比例大于设定的阈值，则触发熔断。
2、异常比例
统计单位时长内异常调用比例，超过阈值则熔断。
3、异常数
统计单位时长内异常调用的次数，超过阈值则熔断。

0x06 规则持久化
Sentinel的控制台规则管理有三种模式:
1、原始模式：
Sentinel的默认模式，将规则保存在内存，重启服务会丢失，不支持持久化。
2、pull模式：
控制台将配置的规则推送到Sentinel客户端，而客户端会将配置规则保存在本地文件或数据库中。以后会定时去本地文件或数据库中查询，更新本地规则
3、push模式：
控制台将配置规则推送到远程配置中心，例如Nacos。Sentinel客户端监听Nacos，获取配置变更的推送消息，完成本地配置更新。
push模式实现最为复杂，依赖于nacos，并且需要修改Sentinel控制台源码。

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