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Sentinel不同的流控效果资料详解

标签：
算法 容器 运维
概述

Sentinel 是一个开源的流量控制组件，提供多种流量控制策略以保护系统免受过载和异常流量的影响。本文详细介绍了 Sentinel 不同的流控效果，包括直接拒绝、降级、系统保护和黑名单策略，并提供了相应的配置示例。Sentinel 的这些策略可以帮助开发者灵活应对各种流量控制场景，确保系统的稳定性和可用性。

Sentinel简介
Sentinel是什么

Sentinel 是一个开源的、分布式的流量控制组件，它提供了一套完整的流量控制规则，可以帮助开发者保护系统中的服务免受过载和流量异常的影响。Sentinel 的设计目标是提供强大的流量控制能力，支持多种流量控制策略，同时保持低延迟和高可用性。

Sentinel的作用和优势

Sentinel 的作用主要体现在以下几个方面：

  1. 流量控制：Sentinel 能够根据预设的规则限制通过的流量，防止服务因流量过大而崩溃。
  2. 资源保护：对系统中的资源进行保护，避免资源被滥用或过载。
  3. 降级容错：当资源达到预设的阈值时，Sentinel 能够自动触发降级策略，确保系统稳定运行。
  4. 动态扩展：Sentinel 支持动态配置和调整流量控制规则，无需重启应用即可生效。
  5. 插件丰富：Sentinel 提供了丰富的插件支持，可以与多种监控工具和中间件集成，如 Prometheus、Zookeeper 等。

Sentinel 的优势包括：

  1. 低延迟：Sentinel 的核心控制流程经过高度优化，可以在微秒级别完成流量控制。
  2. 易用性：Sentinel 提供简洁的 API 和直观的控制台界面，使得配置和管理流量控制规则变得简单。
  3. 灵活性：Sentinel 支持多种流量控制策略，并且可以动态调整，适应不同场景的需求。
流控效果概述
流控的定义

流控（流量控制）是指通过对服务的访问流量进行限制和调整，以防止系统资源被耗尽或服务崩溃。流量控制通常包括对请求速率、并发量、资源使用率等进行监控和限制，以确保服务的稳定性和可用性。

流控的效果类型

Sentinel 支持多种流控效果，每种效果都有其特定的用途和实现方式。主要的流控效果类型包括：

  1. 直接拒绝：当流量超过预设阈值时，直接拒绝多余的请求。
  2. 降级：当服务出现问题时，自动切换到备用服务或降级处理逻辑，以确保系统的整体稳定性。
  3. 系统保护：对系统整体的流量进行控制，当系统负载过高时，自动限流，防止系统崩溃。
  4. 黑名单：将某些 IP 或请求直接丢弃，防止恶意访问。
不同的流控效果详解
直接拒绝

直接拒绝是指当流量超过预设阈值时，直接拒绝多余的请求。这种策略主要用于保护服务不被过大的流量压垮，确保系统能够稳定运行。

配置方式

直接拒绝策略通常通过配置请求的 QPS（每秒请求数）或并发数来实现。当实际的请求量超过设定的阈值时，多余的请求会被拒绝处理。

示例代码

// 配置直接拒绝策略
private static void initDirectRejectRule() {
    // 创建资源名
    String resource = "api.example.com";
    // 创建规则
    FlowRule rule = new FlowRule(resource);
    // 设置阈值类型为QPS
    rule.setCount(100);
    rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
    // 设置流控策略为直接拒绝
    rule.setStrategy(RuleConstant.FLOW_STRATEGY_DIRECT);
    // 设置流控动作
    rule.setControlBehavior(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT);
    // 将规则添加到Sentinel中
    FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));
}
降级

降级策略是指当服务出现问题时，自动切换到备用服务或降级处理逻辑。这种策略主要用于在系统故障或资源紧张时，确保系统能够继续提供基本的服务。

配置方式

降级策略通常通过设置阈值和降级处理逻辑来实现。当服务的错误率或响应时间超过预设阈值时，触发降级策略。

示例代码

// 配置降级策略
private static void initFallbackRule() {
    // 创建资源名
    String resource = "api.example.com";
    // 创建规则
    FlowRule rule = new FlowRule(resource);
    // 设置阈值类型为QPS
    rule.setCount(100);
    rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
    // 设置降级策略为异常模式
    rule.setStrategy(RuleConstant.FLOW_STRATEGY_EXCEPTION);
    // 设置流控动作
    rule.setControlBehavior(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_EXCEPTION);
    // 将规则添加到Sentinel中
    FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));
}
系统保护

系统保护是指对系统整体的流量进行控制，当系统负载过高时，自动限流，防止系统崩溃。这种策略主要用于保护整个系统的稳定运行。

配置方式

系统保护策略通常通过监控系统整体的 CPU 使用率、系统负载等指标，当这些指标超过预设阈值时，自动触发限流。

示例代码

// 配置系统保护规则
private static void initSystemProtectionRule() {
    // 创建系统保护规则
    SystemRule systemRule = new SystemRule();
    // 设置CPU阈值
    systemRule.setCpuThreshold(75);
    // 设置规则等级为系统保护
    systemRule.setGrade(RuleConstant.SYS_PROTECT_GRADE_SYSTEM);
    // 将规则添加到Sentinel中
    SystemRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(systemRule));
}
黑名单

黑名单是指将某些 IP 或请求直接丢弃，防止恶意访问。这种策略主要用于防止 DDoS 攻击或其他恶意行为。

配置方式

黑名单策略通常通过设置 IP 地址或请求路径黑名单来实现。当请求来自黑名单中的 IP 或路径时，直接拒绝处理。

示例代码

// 配置黑名单规则
private static void initBlacklistRule() {
    // 创建黑名单规则
    BlackListRule blacklistRule = new BlackListRule();
    // 设置黑名单的IP地址
    blacklistRule.setIp("192.168.1.1");
    // 设置规则等级为黑名单
    blacklistRule.setGrade(RuleConstant.BLACK_IP);
    // 将规则添加到Sentinel中
    BlackListManager.loadRules(Collections.singletonList(blacklistRule));
}
如何配置流控效果
准备工作

在配置流控效果之前，需要确保已经引入了 Sentinel 的依赖，并且已经初始化了 Sentinel 的实例。

引入依赖

在项目的构建文件中引入 Sentinel 的依赖。例如，如果是 Maven 项目，可以在 pom.xml 中添加以下依赖：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-core</artifactId>
    <version>1.8.4</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-transport-netty</artifactId>
    <version>1.8.4</version>
</dependency>

初始化 Sentinel

在项目中初始化 Sentinel 实例，确保 Sentinel 能够正常工作。例如：

import com.alibaba.csp.sentinel.init.InitFunc;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.RuleConstant;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.blacklist.BlackListRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.blacklist.BlackListManager;

public class SentinelInitializer implements InitFunc {

    @Override
    public void init() throws Exception {
        initDirectRejectRule();
        initFallbackRule();
        initSystemProtectionRule();
        initBlacklistRule();
    }

    // 初始化直接拒绝规则
    private static void initDirectRejectRule() {
        // 创建资源名
        String resource = "api.example.com";
        // 创建规则
        FlowRule rule = new FlowRule(resource);
        // 设置阈值类型为QPS
        rule.setCount(100);
        rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        // 设置流控策略为直接拒绝
        rule.setStrategy(RuleConstant.FLOW_STRATEGY_DIRECT);
        // 设置流控动作
        rule.setControlBehavior(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT);
        // 将规则添加到Sentinel中
        FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));
    }

    // 初始化降级规则
    private static void initFallbackRule() {
        // 创建资源名
        String resource = "api.example.com";
        // 创建规则
        FlowRule rule = new FlowRule(resource);
        // 设置阈值类型为QPS
        rule.setCount(100);
        rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        // 设置降级策略为异常模式
        rule.setStrategy(RuleConstant.FLOW_STRATEGY_EXCEPTION);
        // 设置流控动作
        rule.setControlBehavior(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_EXCEPTION);
        // 将规则添加到Sentinel中
        FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));
    }

    // 初始化系统保护规则
    private static void initSystemProtectionRule() {
        // 创建系统保护规则
        SystemRule systemRule = new SystemRule();
        // 设置CPU阈值
        systemRule.setCpuThreshold(75);
        // 设置规则等级为系统保护
        systemRule.setGrade(RuleConstant.SYS_PROTECT_GRADE_SYSTEM);
        // 将规则添加到Sentinel中
        SystemRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(systemRule));
    }

    // 初始化黑名单规则
    private static void initBlacklistRule() {
        // 创建黑名单规则
        BlackListRule blacklistRule = new BlackListRule();
        // 设置黑名单的IP地址
        blacklistRule.setIp("192.168.1.1");
        // 设置规则等级为黑名单
        blacklistRule.setGrade(RuleConstant.BLACK_IP);
        // 将规则添加到Sentinel中
        BlackListManager.loadRules(Collections.singletonList(blacklistRule));
    }
}
配置直接拒绝

配置直接拒绝策略，当流量超过预设阈值时，直接拒绝多余的请求。

示例代码

// 配置直接拒绝规则
private static void initDirectRejectRule() {
    // 创建资源名
    String resource = "api.example.com";
    // 创建规则
    FlowRule rule = new FlowRule(resource);
    // 设置阈值类型为QPS
    rule.setCount(100);
    rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
    // 设置流控策略为直接拒绝
    rule.setStrategy(RuleConstant.FLOW_STRATEGY_DIRECT);
    // 设置流控动作
    rule.setControlBehavior(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT);
    // 将规则添加到Sentinel中
    FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));
}
配置降级策略

配置降级策略，当服务出现问题时，自动切换到备用服务或降级处理逻辑。

示例代码

// 配置降级规则
private static void initFallbackRule() {
    // 创建资源名
    String resource = "api.example.com";
    // 创建规则
    FlowRule rule = new FlowRule(resource);
    // 设置阈值类型为QPS
    rule.setCount(100);
    rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
    // 设置降级策略为异常模式
    rule.setStrategy(RuleConstant.FLOW_STRATEGY_EXCEPTION);
    // 设置流控动作
    rule.setControlBehavior(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_EXCEPTION);
    // 将规则添加到Sentinel中
    FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));
}
配置系统保护规则

配置系统保护规则，对系统整体的流量进行控制，防止系统崩溃。

示例代码

// 配置系统保护规则
private static void initSystemProtectionRule() {
    // 创建系统保护规则
    SystemRule systemRule = new SystemRule();
    // 设置CPU阈值
    systemRule.setCpuThreshold(75);
    // 设置规则等级为系统保护
    systemRule.setGrade(RuleConstant.SYS_PROTECT_GRADE_SYSTEM);
    // 将规则添加到Sentinel中
    SystemRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(systemRule));
}
配置黑名单规则

配置黑名单规则，将某些 IP 或请求直接丢弃，防止恶意访问。

示例代码

// 配置黑名单规则
private static void initBlacklistRule() {
    // 创建黑名单规则
    BlackListRule blacklistRule = new BlackListRule();
    // 设置黑名单的IP地址
    blacklistRule.setIp("192.168.1.1");
    // 设置规则等级为黑名单
    blacklistRule.setGrade(RuleConstant.BLACK_IP);
    // 将规则添加到Sentinel中
    BlackListManager.loadRules(Collections.singletonList(blacklistRule));
}
实际案例分析
案例一：直接拒绝的场景

在高并发场景下，直接拒绝策略可以帮助服务在流量过大时迅速响应，防止服务因流量过大而崩溃。

示例代码

// 配置直接拒绝规则
private static void initDirectRejectRule() {
    // 创建资源名
    String resource = "api.example.com";
    // 创建规则
    FlowRule rule = new FlowRule(resource);
    // 设置阈值类型为QPS
    rule.setCount(100);
    rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
    // 设置流控策略为直接拒绝
    rule.setStrategy(RuleConstant.FLOW_STRATEGY_DIRECT);
    // 设置流控动作
    rule.setControlBehavior(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT);
    // 将规则添加到Sentinel中
    FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));
}
案例二：系统保护的场景

当系统整体负载过高时，系统保护策略可以帮助系统迅速响应，防止系统崩溃。

示例代码

// 配置系统保护规则
private static void initSystemProtectionRule() {
    // 创建系统保护规则
    SystemRule systemRule = new SystemRule();
    // 设置CPU阈值
    systemRule.setCpuThreshold(75);
    // 设置规则等级为系统保护
    systemRule.setGrade(RuleConstant.SYS_PROTECT_GRADE_SYSTEM);
    // 将规则添加到Sentinel中
    SystemRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(systemRule));
}
案例三：降级的场景

当服务出现问题时，降级策略可以帮助系统迅速切换到备用服务或降级处理逻辑，确保系统的整体稳定性。

示例代码

// 配置降级规则
private static void initFallbackRule() {
    // 创建资源名
    String resource = "api.example.com";
    // 创建规则
    FlowRule rule = new FlowRule(resource);
    // 设置阈值类型为QPS
    rule.setCount(100);
    rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
    // 设置降级策略为异常模式
    rule.setStrategy(RuleConstant.FLOW_STRATEGY_EXCEPTION);
    // 设置流控动作
    rule.setControlBehavior(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_EXCEPTION);
    // 将规则添加到Sentinel中
    FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));
}
常见问题解答
流控效果配置常见问题
  1. Q: 流控规则配置后没有生效
    • A: 确认规则是否正确加载到 Sentinel 中，可以通过 Sentinel 控制台查看规则是否生效。
  2. Q: 流控策略无法适应复杂场景
    • A: 可以结合 Sentinel 的多种策略和插件，灵活配置以适应不同场景。
  3. Q: 流控规则如何动态调整
    • A: Sentinel 支持动态调整规则，可以通过 API 或控制台进行实时调整。
如何调试流控效果
  1. 使用 Sentinel 控制台
    • Sentinel 提供了直观的控制台界面，可以用来查看和调试流控规则。通过控制台可以实时查看规则的状态和效果。
  2. 日志输出
    • 可以通过日志输出来调试流控效果。Sentinel 提供了多种日志级别，可以配置日志输出来查看关键信息。
  3. 模拟高并发场景
    • 可以通过模拟高并发场景来测试流控规则的效果。可以使用工具如 JMeter 或 LoadRunner 来模拟高并发请求，观察系统的响应。

通过以上内容，希望能够帮助读者更好地理解和使用 Sentinel 的流控效果，确保系统的稳定性和可用性。

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发表于 2024.09.26 21:05， 共 52 人浏览

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