在分布式系統(tǒng)中剑梳，隨著服務(wù)的逐漸增多唆貌，穩(wěn)定性和容錯(cuò)性變得至關(guān)重要。為了保證系統(tǒng)的高可用性垢乙，限流锨咙、熔斷、降級(jí)等機(jī)制成為了開發(fā)者必不可少的工具追逮。
Sentinel 作為阿里巴巴開源的一款流量防護(hù)組件酪刀，為微服務(wù)提供了流量控制粹舵、熔斷降級(jí)、系統(tǒng)負(fù)載保護(hù)蓖宦、實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能齐婴，廣泛應(yīng)用于 Spring Cloud 和 Dubbo 生態(tài)中。

一稠茂、核心功能

1.流量控制：

• QPS限流：基于每秒請(qǐng)求數(shù)量進(jìn)行限流柠偶。
• 并發(fā)線程數(shù)限流：限制某個(gè)資源的并發(fā)訪問線程數(shù)。
• 閾值類型：包括直接拒絕睬关、排隊(duì)等待等诱担。

2.熔斷降級(jí)：

• 響應(yīng)時(shí)間：根據(jù)資源的平均響應(yīng)時(shí)間來進(jìn)行熔斷。
• 異常比例：當(dāng)某個(gè)資源的異常比例達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)电爹，觸發(fā)熔斷蔫仙。
• 異常數(shù)：基于異常數(shù)量來觸發(fā)熔斷。

3.系統(tǒng)保護(hù)：

• 根據(jù)系統(tǒng)的 Load 系數(shù)丐箩、CPU摇邦、線程數(shù)等自動(dòng)限流，確保系統(tǒng)處于健康狀態(tài)屎勘。

4.熱點(diǎn)參數(shù)限流：

• 根據(jù)請(qǐng)求參數(shù)的熱點(diǎn)值（如商品 ID）進(jìn)行流量限制施籍。

5.授權(quán)規(guī)則：

• 通過控制資源訪問權(quán)限來保護(hù)系統(tǒng)資源的一種規(guī)則。

二概漱、Spring Cloud 中集成 Sentinel

在 Spring Cloud 中集成 Sentinel 非常簡單丑慎，通過 Spring Cloud Alibaba 提供的自動(dòng)化配置，開發(fā)者可以快速在項(xiàng)目中引入 Sentinel 的保護(hù)機(jī)制瓤摧。

1. 添加 Maven 依賴

首先竿裂，在你的 Spring Cloud 項(xiàng)目的 pom.xml 中添加以下依賴：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
    <version>2.2.5.RELEASE</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
    <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>2.7.8</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-dubbo-adapter</artifactId>
    <version>1.8.2</version>
</dependency>

2. 在 application.yml 中配置 Sentinel

配置文件中需要定義與 Sentinel 控制臺(tái)通信的配置，以及與 Dubbo 相關(guān)的基本配置：

spring:
  application:
    name: sentinel-demo
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8080  # Sentinel 控制臺(tái)地址
        port: 8719  # 服務(wù)與 Sentinel 控制臺(tái)的通信端口
      filter:
        enabled: true  # 開啟 Sentinel 對(duì) Spring MVC 的保護(hù)照弥，默認(rèn)為 false
      datasource:
        # 自定義的規(guī)則名稱腻异，可以配置一種規(guī)則或多種規(guī)則進(jìn)行流控管理
        ds1:
          # 從nacos中取相應(yīng)的配置
          nacos:
            server-addr: localhost:8848  # Nacos 配置中心的地址
            username: xxx # Nacos 配置中心的用戶名
            password: xxx # Nacos 配置中心的密碼
            namespace: xxx # Nacos 配置中心的命名空間
            dataId: sentinel-rules  # Nacos 配置中心中的配置文件 ID，可以統(tǒng)一使用一套产喉，也可以每個(gè)服務(wù)單獨(dú)配置捂掰，例如${spring.application.name}-sentinel-rules
            groupId: DEFAULT_GROUP  # 配置文件所屬的組
            rule-type: flow  # 規(guī)則類型為流量控制規(guī)則
            data-type: json  # 配置數(shù)據(jù)的格式為 JSON
        ds2:
          nacos:
            server-addr: localhost:8848
            username: xxx
            password: xxx
            namespace: xxx
            dataId: degrade-rules   # Nacos 配置中心中的配置文件 ID
            groupId: DEFAULT_GROUP
            rule-type: degrade  # 規(guī)則類型為熔斷規(guī)則
            data-type: json
        ds3:
          nacos:
            server-addr: localhost:8848
            username: xxx
            password: xxx
            namespace: xxx
            dataId: system-rules   # Nacos 配置中心中的配置文件 ID
            groupId: DEFAULT_GROUP
            rule-type: system  # 規(guī)則類型為系統(tǒng)規(guī)則
            data-type: json

dubbo:
  application:
    name: dubbo-provider
  registry:
    address: zookeeper://localhost:2181  # 注冊(cè)中心地址，使用 Zookeeper
  protocol:
    name: dubbo  # 協(xié)議名稱
    port: 20880  # Dubbo 服務(wù)端口

三曾沈、Dubbo RPC 接口的限流與熔斷配置

1. 創(chuàng)建 Dubbo 服務(wù)接口及實(shí)現(xiàn)類

接下來，創(chuàng)建一個(gè) Dubbo 服務(wù)接口和實(shí)現(xiàn)類鸥昏，并使用 @SentinelResource 注解來配置限流和熔斷策略塞俱。

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import org.apache.dubbo.config.annotation.DubboService;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;

public interface GreetingService {
    String greet(String name);  // 定義服務(wù)接口方法
}

@DubboService  // 聲明 Dubbo 服務(wù)
public class GreetingServiceImpl implements GreetingService {

    @Override
    @SentinelResource(value = "greet", blockHandler = "handleBlock")
    public String greet(String name) { 
        // 業(yè)務(wù)邏輯代碼，返回問候語
        return "Hello, " + name;
    }

    // 限流或熔斷時(shí)的處理方法
    public String handleBlock(String name, BlockException ex) {
        // 當(dāng)觸發(fā)限流或熔斷時(shí)吏垮，返回的處理信息
        return "Request blocked: " + ex.getClass().getSimpleName();
    }
}

在這個(gè)示例中障涯，@SentinelResource 注解的 value 屬性指定了資源名稱為 greet罐旗，并且指定了當(dāng)限流或熔斷時(shí)調(diào)用的處理方法 handleBlock。

2. 通過 Sentinel 控制臺(tái)配置限流規(guī)則

Sentinel 控制臺(tái)可以方便地管理和配置流控規(guī)則唯蝶。

• 啟動(dòng) Sentinel 控制臺(tái)：下載并啟動(dòng) Sentinel 控制臺(tái) JAR 包九秀。

  java -Dserver.port=8080 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8080 -jar sentinel-dashboard.jar
  

• 訪問控制臺(tái)并配置規(guī)則：登錄 Sentinel 控制臺(tái)，選擇你的應(yīng)用并添加流控規(guī)則粘我。

  資源名：greet （與 @SentinelResource 中的 value 值一致）

  限流模式：QPS

  限流閾值：例如設(shè)置為 10鼓蜒，表示當(dāng) greet 方法的每秒請(qǐng)求超過 10 次時(shí)，觸發(fā)限流征字。

四都弹、測試限流與熔斷效果

1. 啟動(dòng)項(xiàng)目并測試

啟動(dòng)你的 Spring Cloud 項(xiàng)目，使用 Dubbo 客戶端進(jìn)行 RPC 調(diào)用匙姜。當(dāng)并發(fā)請(qǐng)求超過設(shè)定的限流閾值時(shí)畅厢，將觸發(fā)限流，客戶端將收到 handleBlock 方法返回的信息氮昧。

import org.apache.dubbo.config.annotation.DubboReference;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class GreetingController {

    @DubboReference(version = "1.0.0")
    private GreetingService greetingService;  // 引用 Dubbo 服務(wù)

    @GetMapping("/greet")
    public String greet(String name) {
        // 調(diào)用 Dubbo 服務(wù)的 greet 方法
        return greetingService.greet(name);
    }
}

訪問 http://localhost:8080/greet?name=World框杜，當(dāng)訪問頻率過高時(shí)，應(yīng)該會(huì)收到 Request blocked 的返回信息袖肥。

五咪辱、Controller 方法的限流與熔斷配置

Sentinel 也可以對(duì) Spring Boot 項(xiàng)目中的 Controller 方法進(jìn)行限流，其使用方式與Dubbo接口限流的方式基本一致昭伸。

@RestController
public class TestController {

    @GetMapping("/test")
    @SentinelResource(value = "testResource", blockHandler = "handleBlock")
    public String test() {
        return "Hello Sentinel!";
    }

    public String handleBlock(BlockException ex) {
        return "Request blocked due to flow control";
    }
}

六梧乘、通過 Nacos 動(dòng)態(tài)管理限流規(guī)則

為了更靈活地管理和調(diào)整限流規(guī)則，可以通過 Nacos 配置中心實(shí)現(xiàn)規(guī)則的動(dòng)態(tài)管理庐杨。

1.在 Nacos 中創(chuàng)建配置文件

登錄 Nacos 控制臺(tái)选调，創(chuàng)建一個(gè)新的配置文件sentinel-rules，內(nèi)容如下：

[
  {
    "resource": "greet",  //資源名稱
    "limitApp": "default",  // 限制應(yīng)用灵份，default 表示對(duì)所有應(yīng)用生效
    "grade": 1,  // 限流閾值類型仁堪，0表示線程數(shù)，1表示QPS
    "count": 10,  // 閾值
    "strategy": 0,  // 流控模式填渠，0表示直接弦聂，1表示關(guān)聯(lián)，2表示鏈路
    "controlBehavior": 0,  // 流控效果氛什，0表示快速失敗莺葫，1表示W(wǎng)arm Up，2表示排隊(duì)等待(Warm Up 是指一種流控策略枪眉，中文通常翻譯為“預(yù)熱”或“暖備”捺檬。具體來說，Warm Up 機(jī)制用于在系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)逐漸增加流量閾值贸铜，而不是立即將流量限制在最大閾值上堡纬，以防止系統(tǒng)在剛開始承受高流量時(shí)出現(xiàn)負(fù)載過大的情況聂受。)
    "warmUpPeriodSec": 10,  // Warm Up 時(shí)長，單位為秒
    "maxQueueingTimeMs": 500  // 排隊(duì)等待最大時(shí)長烤镐，單位為毫秒
  }
]

2.動(dòng)態(tài)加載規(guī)則

配置完成后蛋济，Sentinel 會(huì)自動(dòng)從 Nacos 拉取最新的規(guī)則并應(yīng)用到系統(tǒng)中。

七炮叶、其他規(guī)則類型

Sentinel 提供了五種主要的規(guī)則配置：流量控制規(guī)則碗旅、降級(jí)規(guī)則、系統(tǒng)規(guī)則悴灵、熱點(diǎn)參數(shù)規(guī)則和授權(quán)規(guī)則扛芽。每種規(guī)則都有其特定的配置項(xiàng)。剛才已經(jīng)使用過流量控制規(guī)則积瞒，下面介紹其它四種規(guī)則川尖。

降級(jí)規(guī)則配置（Degrade Rules）

降級(jí)規(guī)則用于熔斷降級(jí)，當(dāng)請(qǐng)求的錯(cuò)誤率或響應(yīng)時(shí)間超過設(shè)定的閾值時(shí)茫孔，可以觸發(fā)降級(jí)(所以沒有controlBehavior配置)叮喳。

基本配置項(xiàng)：

spring:
  cloud:
    sentinel:
      datasource:
        degrade:
          nacos:
            server-addr: localhost:8848
            dataId: degrade-rules
            groupId: DEFAULT_GROUP
            data-type: json
            rule-type: degrade

規(guī)則內(nèi)容（JSON 格式）

[
  {
    "resource": "exampleResource",  // 資源名稱
    "grade": 1,  // 熔斷策略，0表示慢調(diào)用比例缰贝，1表示異常比例馍悟，2表示異常數(shù)
    "count": 1000,  // 閾值（當(dāng) grade=0 時(shí)為 RT，單位為 ms剩晴；當(dāng) grade=1 時(shí)為異常比例锣咒；當(dāng) grade=2 時(shí)為異常數(shù)）
    "timeWindow": 10,  // 熔斷持續(xù)時(shí)間，單位為秒
    "minRequestAmount": 5,  // 最小請(qǐng)求數(shù)
    "statIntervalMs": 1000  // 統(tǒng)計(jì)時(shí)長赞弥，單位為毫秒
  }
]

系統(tǒng)規(guī)則配置（System Rules）

系統(tǒng)規(guī)則用于全局的系統(tǒng)保護(hù)毅整，防止整個(gè)系統(tǒng)因資源超載而崩潰。當(dāng)觸發(fā)系統(tǒng)規(guī)則的某一項(xiàng)（如 QPS绽左、線程數(shù)悼嫉、CPU 使用率等）達(dá)到設(shè)定的閾值時(shí)，Sentinel 會(huì)直接拒絕新進(jìn)入的請(qǐng)求拼窥。

基本配置項(xiàng)

spring:
  cloud:
    sentinel:
      datasource:
        system:
          nacos:
            server-addr: localhost:8848
            dataId: system-rules
            groupId: DEFAULT_GROUP
            data-type: json
            rule-type: system

規(guī)則內(nèi)容（JSON 格式）

[
  {
    "avgRt": 1000,  // 全局平均響應(yīng)時(shí)間閾值戏蔑，單位為毫秒
    "maxThread": 20,  // 全局最大線程數(shù)
    "qps": 500,  // 全局QPS閾值
    "cpuUsage": 0.8,  // 全局CPU使用率閾值，取值范圍 0.0-1.0
    "highestSystemLoad": 5  // 系統(tǒng)負(fù)載閾值鲁纠，僅在 Linux/Unix 上生效
  }
]

熱點(diǎn)參數(shù)規(guī)則配置（Hot Param Rules）

熱點(diǎn)參數(shù)規(guī)則用于限制某個(gè)資源的某個(gè)參數(shù)的熱點(diǎn)頻次总棵，防止某個(gè)特定參數(shù)（如用戶ID）過熱。

基本配置項(xiàng)

spring:
  cloud:
    sentinel:
      datasource:
        param-flow:
          nacos:
            server-addr: localhost:8848
            dataId: param-flow-rules
            groupId: DEFAULT_GROUP
            data-type: json
            rule-type: param-flow

規(guī)則內(nèi)容（JSON 格式）

[
  {
    "resource": "exampleResource",  // 資源名稱
    "paramIdx": 0,  // 參數(shù)索引改含，指定對(duì)第幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行限流彻舰，從 0 開始
    "count": 100,  // 限流閾值
    "grade": 1,  // 限流等級(jí)，1表示QPS
    "controlBehavior": 0,  // 控制行為候味，0表示快速失敗刃唤，1表示W(wǎng)arm Up，2表示排隊(duì)等待
    "paramFlowItemList": [
      {
        "object": "exampleValue",  // 參數(shù)值
        "classType": "java.lang.String",  // 參數(shù)類型
        "count": 10  // 對(duì)應(yīng)的限流閾值
      }
    ]
  }
]

授權(quán)規(guī)則配置（Authority Rule）

授權(quán)規(guī)則是通過控制資源訪問權(quán)限來保護(hù)系統(tǒng)資源的一種規(guī)則白群。它主要用于防止非法用戶或未授權(quán)的請(qǐng)求訪問指定資源尚胞，從而提供更加精細(xì)的安全管理。

基本配置項(xiàng)

spring:
  cloud:
    sentinel:
      datasource:
        param-flow:
          nacos:
            server-addr: localhost:8848
            dataId: authority-rules
            groupId: DEFAULT_GROUP
            data-type: json
            rule-type: authority

規(guī)則內(nèi)容（JSON 格式）

[
  {
    "resource": "testApi",
    "limitApp": "appA",
    "strategy": 0 // 白名單模式
  },
  {
    "resource": "testApi",
    "limitApp": "appB",
    "strategy": 1 // 黑名單模式
  }
]

八帜慢、與Hystrix的差異

Sentinel 和 Hystrix 是用于實(shí)現(xiàn)熔斷笼裳、限流和容錯(cuò)處理的兩個(gè)常用工具。盡管它們?cè)诠δ苌嫌幸恍┲丿B粱玲，但它們?cè)谠O(shè)計(jì)理念躬柬、功能特點(diǎn)和應(yīng)用場景上有許多不同之處。以下是 Sentinel 和 Hystrix 的主要不同點(diǎn)：

設(shè)計(jì)理念

Sentinel

• Sentinel 的設(shè)計(jì)理念是“全方位流量防護(hù)”抽减。它不僅關(guān)注熔斷和降級(jí)允青，還涵蓋了流量控制、熱點(diǎn)參數(shù)限流卵沉、系統(tǒng)保護(hù)等多個(gè)維度颠锉，旨在提供全方位的流量管理和系統(tǒng)保護(hù)。

Hystrix

• Hystrix 的設(shè)計(jì)理念是“防止服務(wù)之間的故障傳播”史汗。它專注于熔斷琼掠、降級(jí)和線程隔離，通過這些手段防止單個(gè)服務(wù)的故障擴(kuò)散到整個(gè)系統(tǒng)停撞。

社區(qū)狀態(tài)

Sentinel

• 活躍開發(fā)：Sentinel 由阿里巴巴開源瓷蛙，社區(qū)非常活躍戈毒，定期發(fā)布更新和新功能艰猬，特別是在國內(nèi)有廣泛的使用和支持。

Hystrix

• 進(jìn)入維護(hù)狀態(tài)：Hystrix 由 Netflix 開源副硅，但目前已經(jīng)進(jìn)入維護(hù)狀態(tài)姥宝，不再積極開發(fā)新功能。Netflix 也推薦開發(fā)者轉(zhuǎn)向其他替代方案恐疲，如 Resilience4j腊满。

性能開銷

Sentinel

• 輕量級(jí)：Sentinel 在流控和熔斷的實(shí)現(xiàn)上相對(duì)輕量，具有較高的性能培己，特別適合高并發(fā)場景碳蛋。

Hystrix

• Hystrix 的線程池隔離機(jī)制雖然有效，但也帶來了一定的性能開銷省咨，尤其是在高并發(fā)場景下肃弟，可能會(huì)出現(xiàn)線程池耗盡的問題。

總的來說，Sentinel 是一個(gè)功能全面笤受、擴(kuò)展性強(qiáng)穷缤、適合復(fù)雜場景的流控和熔斷解決方案，特別適用于需要多維度保護(hù)和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整的系統(tǒng)箩兽。
而 Hystrix 則專注于熔斷和降級(jí)津肛，適合簡單的容錯(cuò)需求，但由于已進(jìn)入維護(hù)狀態(tài)汗贫，可能不適合長期使用或新項(xiàng)目的開發(fā)身坐。

總結(jié)

Sentinel 為微服務(wù)架構(gòu)中的限流、熔斷等容錯(cuò)機(jī)制提供了強(qiáng)大的支持落包。通過在 Spring Cloud 中集成 Sentinel部蛇，可以輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)的流量控制和穩(wěn)定性保障。
通過合理地配置和使用 Sentinel咐蝇，可以顯著提高分布式系統(tǒng)的穩(wěn)定性和容錯(cuò)能力涯鲁，確保在高并發(fā)場景下系統(tǒng)依然能夠平穩(wěn)運(yùn)行。