Sentinel限流学习：新手入门指南

本文详细介绍了Sentinel限流学习，包括Sentinel的基本原理、应用场景、安装配置和限流规则的编写与应用，帮助读者掌握如何使用Sentinel进行服务保护。Sentinel通过流量控制、熔断降级和系统保护等功能确保服务的高可用性。文章还提供了实战演练步骤和常见问题解决方案，确保读者能够有效应用Sentinel限流策略。

1.1 什么是Sentinel

Sentinel 是阿里巴巴开源的一个高可用的分布式服务保护方案。它以流量为切入点，从流量控制、熔断降级、系统保护等多个维度来保障微服务的稳定性。Sentinel 与主流框架能够很好地整合，提供开箱即用的接入体验。Sentinel 同时提供简单的 DSL 适配各种运行环境，让您无需关心底层实现，就可以从流量洪水中解脱出来。

1.2 Sentinel的作用和应用场景

Sentinel 主要用于保护服务的稳定性，通过流量控制、熔断降级、系统保护等功能来实现服务的高可用性。具体的应用场景包括：

• 流量控制：限制并发访问量，以防止服务因流量过大而崩溃。
• 熔断降级：当某个服务出现异常时，通过熔断策略进行隔离，防止错误扩散到其他服务。
• 系统保护：监控系统的资源使用情况，当资源使用超过阈值时，采取措施保护系统。

Sentinel 可以应用于各种分布式系统，如微服务架构、API 网关等。通过 Sentinel，可以确保服务在高并发、高流量的场景下仍然能够稳定运行。

2.1 限流的基本原理

限流的基本原理是通过对请求进行流量控制，防止系统因流量过载而崩溃。限流通常有以下几种实现方式：

• 令牌桶：令牌桶算法是一种常见的流量控制算法。一个令牌桶初始装有一定数量的令牌，请求到来时会从桶中取出一个令牌，如果没有令牌则拒绝请求。令牌桶中的令牌会以固定的速率生成。
• 漏桶：漏桶算法类似于令牌桶算法，不过漏桶中的令牌会以固定的速率流出，而不是生成。漏桶中的令牌数量不会超过桶的容量，即使请求量很小也会以固定的速率流出。
• 计数器：计数器限流算法通过记录请求的次数，并在超过设定的最大值时拒绝请求。

2.2 常见的限流策略介绍

Sentinel 提供了多种限流策略，包括：

• 流控规则：基于接口或资源进行流量控制，限制请求的速率。
• 熔断降级规则：当某个接口或资源出现异常时，通过熔断策略进行隔离。
• 系统保护规则：监控系统的 CPU、内存、线程数等资源使用情况，当资源使用超过阈值时，采取措施保护系统。

这些策略可以组合使用，以实现更复杂的流量控制和系统保护。

3.1 环境准备

在安装 Sentinel 之前，需要准备好以下环境：

• JDK 1.8 或以上版本
• Maven 3.2.5 或以上版本
• Spring Boot 2.x 或以上版本（可选，如果使用 Spring Boot）

3.2 安装步骤

1. 添加依赖：在项目的 pom.xml 文件中添加 Sentinel 的依赖。

<!-- 添加 Sentinel 依赖 -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-core</artifactId>
    <version>1.8.4</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>1.8.4</version>
</dependency>

1. 配置文件：在项目的 application.yml 或 application.properties 文件中配置 Sentinel 的相关参数。

# 配置文件示例
spring:
  application:
    name: sentinel-demo

sentinel:
  transport:
    # Nacos 中 serverPort 的默认值是 8848
    dashboard: localhost:8080
    # Sentinel API Server 端口
    server-port: 8080

1. 启动 Sentinel Dashboard：下载并启动 Sentinel Dashboard。Sentinel Dashboard 是一个 Web 界面，用于监控和管理 Sentinel 的规则。

3.3 配置文件详解

配置文件中主要包含以下几部分内容：

• application.yml：应用配置文件，用于配置 Spring Boot 应用的基本信息。

spring:
  application:
    name: sentinel-demo

• sentinel：Sentinel 相关配置，包括 Dashboard 的地址和端口。

sentinel:
  transport:
    dashboard: localhost:8080
    server-port: 8080

• sentinel.flow：Sentinel 流控规则配置，包括资源名、限流阈值和时间窗口等。

sentinel:
  flow:
    rules:
    - resource: "/api/getData"
      count: 5
      timeIntervalMs: 1000
      grade: 1
      strategy: 1

这些配置文件是 Sentinel 正常运行的基础，确保配置正确后，就可以开始使用 Sentinel 进行限流了。

4.1 创建基本限流规则

在 Sentinel 中，限流规则可以分为静态规则和动态规则。静态规则在启动时加载，动态规则则可以通过 API 动态添加和删除。

4.1.1 静态规则

静态规则在启动时加载，通常在配置文件中定义。例如，在 application.yml 文件中定义一个静态规则：

sentinel:
  flow:
    rules:
    - resource: "/api/getData"
      count: 5
      timeIntervalMs: 1000
      grade: 1
      strategy: 1

这里的规则表示对 /api/getData 接口进行限流，每秒最多允许 5 个请求。

4.1.2 动态规则

动态规则可以在运行时通过 API 动态添加和删除。例如，通过以下代码动态添加一个限流规则：

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRuleManager;

public class SentinelConfig {
    static {
        // 动态添加限流规则
        FlowRule rule = new FlowRule();
        rule.setResource("/api/getData");
        rule.setGrade(FlowRuleManager.FLOW_GRADE_QPS); // QPS 限流
        rule.setCount(5); // 每秒最多 5 个请求
        rule.setTimeInterval(1000); // 时间窗口长度为 1 秒
        rule.setStrategy(FlowRuleManager.FLOW_STRATEGY_ALL); // 对所有请求进行限流
        FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));
    }
}

4.2 如何在代码中使用规则

在应用中使用 Sentinel 规则，可以通过注解或编程方式调用 Sentinel 的 API。

4.2.1 使用注解

通过在接口或方法上添加注解来应用限流规则。例如：

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class ApiController {

    @GetMapping("/api/getData")
    @SentinelResource(value = "getData", blockHandler = "getDataBlockHandler")
    public String getData() {
        // 业务逻辑
        return "Data";
    }

    public String getDataBlockHandler(BlockException e) {
        // 当限流或异常时的处理逻辑
        return "Blocked";
    }
}

4.2.2 编程方式

通过编程方式调用 Sentinel 的 API 来实现限流。例如：

import com.alibaba.csp.sentinel.SphU;
import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class ApiController {

    @GetMapping("/api/getData")
    public String getData() {
        try (Entry entry = SphU.entry("getData", SphU.ShadingMode.DEFAULT, 1, 1000)) {
            // 业务逻辑
            return "Data";
        } catch (BlockException e) {
            // 限流处理逻辑
            return "Blocked";
        }
    }
}

4.3 示例代码解析

在示例代码中，我们使用了 SphU.entry 方法来执行限流逻辑。SphU.entry 方法的参数包括资源名、模式、阈值和时间窗口。

try (Entry entry = SphU.entry("getData", SphU.ShadingMode.DEFAULT, 1, 1000)) {
    // 业务逻辑
    return "Data";
} catch (BlockException e) {
    // 限流处理逻辑
    return "Blocked";
}

如果 SphU.entry 方法返回 BlockException，则表示请求被限流了，此时可以进行相应的处理。

5.1 实战案例分析

假设我们有一个微服务应用，提供一个 /api/getData 接口，该接口用于获取某个数据源的数据。为了保证服务的稳定性，我们需要对该接口进行限流。

5.2 实战演练步骤

5.2.1 添加依赖

在项目的 pom.xml 文件中添加 Sentinel 的依赖：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-core</artifactId>
    <version>1.8.4</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>1.8.4</version>
</dependency>

5.2.2 配置文件

在 application.yml 文件中配置 Sentinel：

sentinel:
  flow:
    rules:
    - resource: "/api/getData"
      count: 5
      timeIntervalMs: 1000
      grade: 1
      strategy: 1

5.2.3 编写控制器

在项目中编写一个控制器，定义 /api/getData 接口，并使用 Sentinel 进行限流。

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class ApiController {

    @GetMapping("/api/getData")
    @SentinelResource(value = "getData", blockHandler = "getDataBlockHandler")
    public String getData() {
        // 业务逻辑
        return "Data";
    }

    public String getDataBlockHandler() {
        // 限流处理逻辑
        return "Blocked";
    }
}

5.2.4 启动 Sentinel Dashboard

启动 Sentinel Dashboard，通过 Web 界面监控和管理限流规则。

6.1 常见问题汇总

• 限流规则不生效：检查配置文件中的规则是否正确，是否已经加载到 Sentinel。
• 限流规则冲突：多个限流规则可能覆盖同一个资源，导致规则冲突。
• 请求被限流但没有触发限流处理逻辑：检查 blockHandler 方法是否正确配置，以及 SphU.entry 方法是否正确使用。

6.2 解决方案与技巧分享

• 排查配置文件：确保配置文件中的规则已经正确加载。
• 调试日志：通过日志输出来排查限流规则是否生效。
• 使用 SphU.entry 方法：通过编程方式调用 SphU.entry 方法来确保限流逻辑正确执行。

通过以上步骤和技巧，可以有效解决 Sentinel 限流中遇到的问题。希望本文能够帮助你更好地理解和使用 Sentinel 进行限流。

本文介绍了 Sentinel 的基本原理和应用场景，并详细讲解了如何安装、配置和使用 Sentinel 进行限流。通过本文的学习，你可以掌握 Sentinel 的基本使用方法，并在实际项目中应用限流策略来保护服务的稳定性。希望本文对你有所帮助！