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Sentinel初识学习：入门教程与实践指南

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Spring Cloud 微服务

概述

本文介绍了Sentinel初识学习的相关内容，包括Sentinel的功能介绍、应用场景、安装配置步骤、基本使用方法及监控与告警设置。文章还详细讲解了Sentinel的流量控制、熔断降级和系统负载保护等功能，并提供了如何选择合适的流控策略的实践指南。

Sentinel初识学习：入门教程与实践指南

Sentinel简介

什么是Sentinel

Sentinel 是阿里巴巴开源的一款轻量级的、高性能的分布式服务保护框架。它提供了一套完整的流量控制、熔断降级、系统负载保护等功能。Sentinel 旨在以最小的代价保障在生产环境中系统的稳定性，为用户提供实时的流量监控与灵活的流量控制能力。

Sentinel 具备以下核心功能：

流量控制：对入口流量进行控制，提供多个维度的流控策略，包括链路维度和资源维度。
熔断降级：在调用链路发生错误时，提供实时熔断的能力，避免下游服务不稳定对整个系统的雪崩效应。
系统负载保护：系统维度的保护，当系统负载升高时，通过宽限策略控制流量，让系统从高负载中恢复。
实时监控：提供实时的监控数据，展示系统运行状态，帮助用户及时发现和定位问题。
丰富的扩展接口：提供大量的扩展接口，便于与Spring Cloud、Dubbo、gRPC等主流框架无缝集成。

Sentinel的作用与应用场景

在微服务架构中，随着服务的增多，系统越来越复杂，对服务稳定性要求也越来越高。Sentinel 可以在以下场景中发挥作用：

流量控制：当服务入口的流量超过预设值时，自动地进行流量控制，防止系统负载过高。
熔断降级：当下游服务不稳定时，自动地熔断请求，避免连锁故障。
系统负载保护：当系统负载达到预设阈值时，自动地限制流量，避免系统过载。
实时监控：提供实时的监控数据，帮助运维人员及时发现和定位问题。

Sentinel的主要特性与优势

高性能：采用基于内存的高性能设计，可支持每秒数万次的请求。
灵活的流控规则：提供多种维度的流控规则，支持基于QPS、并发数、系统负载等维度的流控。
实时监控：提供实时的监控数据，帮助运维人员及时发现和定位问题。
强大的扩展性：提供大量的扩展接口，便于与各种主流框架无缝集成。

安装与配置Sentinel

Sentinel的下载与安装方法

Sentinel 提供了多种版本，包括 Java Agent 版本、Spring Boot Starter 版本、Dubbo 版本等。以下是安装和配置 Sentinel 的步骤：

下载 Sentinel：

从 GitHub 仓库下载 Sentinel：https://github.com/alibaba/Sentinel

通过 Maven/Gradle 依赖安装 Sentinel：

<!-- Maven -->
<dependency>
 <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
 <artifactId>sentinel-core</artifactId>
 <version>1.8.1</version>
</dependency>

引入 Sentinel Starter 依赖：

如果使用 Spring Boot，可以直接引入 Sentinel Starter 依赖：

<!-- Maven -->
<dependency>
 <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
 <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
 <version>2.2.1.RELEASE</version>
</dependency>

配置 Sentinel：

在 Spring Boot 项目中，可以通过配置文件（如 application.properties）来配置 Sentinel：

# Sentinel 配置文件
spring.cloud.sentinel.transport.server.port=8719
spring.cloud.sentinel.transport.server.servlet-path=/sentinel-trans

配置Sentinel的基本步骤

引入依赖：确保在项目中引入 Sentinel 依赖。
配置文件：在项目的配置文件中配置 Sentinel 相关的参数，如端口、路径等。
启动 Sentinel 控制台：如果需要使用 Sentinel 控制台，可以通过启动 Java Agent 来启动控制台。
资源管理与配置：在项目中定义资源，并配置相应的流控规则。

示例代码：

// 引入 Sentinel 依赖
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;

public class SentinelConfig implements InitFunc {
    @Override
    public void init() {
        FlowRule rule = new FlowRule();
        rule.setResource("HelloWorld");
        rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        rule.setCount(10);
        rule.setLimitApp("default");
        FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));
    }
}

Sentinel的基本使用

Sentinel的资源管理与配置

在使用 Sentinel 时，首先需要定义资源。资源可以是服务、接口、方法等。资源的定义方式如下：

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;

public class DemoService {
    @SentinelResource(value = "helloWorld", blockHandler = "blockHandler")
    public String helloWorld() {
        return "Hello World";
    }

    public String blockHandler(BlockException ex) {
        return "Blocked: " + ex.getClass().getSimpleName();
    }
}

流控规则的配置与应用

Sentinel 提供了多种流控规则，可以基于 QPS、并发数、系统负载等维度进行流控。以下是配置 QPS 限流的示例：

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
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;

public class DemoService {
    public static void initFlowRules() {
        FlowRule rule = new FlowRule();
        rule.setResource("helloWorld");
        rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        rule.setCount(10);
        rule.setLimitApp("default");
        FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));
    }

    @SentinelResource(value = "helloWorld", blockHandler = "blockHandler")
    public String helloWorld() {
        return "Hello World";
    }

    public String blockHandler(BlockException ex) {
        return "Blocked: " + ex.getClass().getSimpleName();
    }
}

Sentinel的监控与告警

使用Sentinel进行监控的方法

Sentinel 提供了实时监控功能，可以监控各个资源的访问情况。监控数据可以通过控制台查看，也可以通过 API 获取。

示例代码：

import com.alibaba.csp.sentinel.dashboard.client.WebDashboardClient;
import com.alibaba.csp.sentinel.dashboard.domain.vo.MetricDataVo;
import com.alibaba.csp.sentinel.dashboard.repository.metric.MetricDataRepository;
import com.alibaba.csp.sentinel.dashboard.rule.RuleNotFoundException;

public class SentinelMonitor {
    public static void main(String[] args) {
        WebDashboardClient client = new WebDashboardClient("localhost", 8080);
        MetricDataRepository repository = new MetricDataRepository();
        try {
            MetricDataVo metricData = client.getMetricData("helloWorld");
            System.out.println(metricData);
        } catch (RuleNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

设置告警规则以提高系统稳定性

Sentinel 支持设置告警规则，当监控数据超过预设阈值时，会触发告警。可以通过配置文件或 API 设置告警规则。

示例代码：

import com.alibaba.csp.sentinel.datasource.FileDataSource;
import com.alibaba.csp.sentinel.datasource.PropertyDataSource;
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 java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class SentinelAlarmConfig implements InitFunc {
    @Override
    public void init() {
        List<FlowRule> rules = new ArrayList<>();
        FlowRule rule = new FlowRule();
        rule.setResource("helloWorld");
        rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        rule.setCount(10);
        rules.add(rule);
        FlowRuleManager.loadRules(rules);
    }
}

Sentinel的流控策略详解

流量控制策略的种类与特点

Sentinel 提供了多种流量控制策略，包括基于 QPS、并发数、系统负载等维度的策略。

基于 QPS 的流控策略：
- 适用于对 QPS 有明确要求的场景，如秒杀、抢购等。
- 通过配置 QPS 限流规则，限制每秒访问次数。
基于并发数的流控策略：
- 适用于对并发数有明确要求的场景，如用户登录、订单提交等。
- 通过配置并发数限流规则，限制并发访问数。
基于系统负载的流控策略：
- 适用于对系统负载有明确要求的场景，如 CPU、内存等。
- 通过配置系统负载限流规则，限制系统负载。

如何选择合适的流控策略

选择合适的流控策略需要考虑以下几个因素：

业务需求：根据业务需求选择合适的流量控制策略，如秒杀场景选择 QPS 限流，登录场景选择并发数限流。
系统资源：根据系统资源情况选择合适的流量控制策略，如 CPU 占用率高时选择系统负载限流。
性能要求：根据性能要求选择合适的流量控制策略，如高并发场景选择并发数限流。

示例代码：

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
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;

public class DemoService {
    public static void initFlowRules() {
        FlowRule rule = new FlowRule();
        rule.setResource("helloWorld");
        rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        rule.setCount(10);
        rule.setLimitApp("default");
        FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));
    }

    @SentinelResource(value = "helloWorld", blockHandler = "blockHandler")
    public String helloWorld() {
        return "Hello World";
    }

    public String blockHandler(BlockException ex) {
        return "Blocked: " + ex.getClass().getSimpleName();
    }
}

实战演练：使用Sentinel保护微服务

构建简单的微服务环境

构建一个简单的微服务环境，包括服务提供者和消费者。服务提供者提供一个简单的 RESTful API，服务消费者调用服务提供者的 API。

服务提供者代码：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@SpringBootApplication
public class ServiceProviderApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServiceProviderApplication.class, args);
    }

    @RestController
    public class HelloWorldController {
        @GetMapping("/helloWorld")
        public String helloWorld() {
            return "Hello World";
        }
    }
}

服务消费者代码：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@SpringBootApplication
public class ServiceConsumerApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServiceConsumerApplication.class, args);
    }

    @RestController
    public class ConsumerController {
        @GetMapping("/consumer")
        public String consume() {
            RestTemplate restTemplate = new RestTemplate();
            return restTemplate.getForObject("http://localhost:8080/helloWorld", String.class);
        }
    }
}

应用Sentinel保护微服务的具体步骤

引入 Sentinel 依赖：在服务提供者和服务消费者中引入 Sentinel 依赖。
配置流控规则：在服务提供者中配置流控规则，限制每秒访问次数。
启动服务提供者和服务消费者：启动服务提供者和服务消费者，观察微服务的运行情况。

示例代码：


import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
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 org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@SpringBootApplication
public class ServiceProviderApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServiceProviderApplication.class, args);
    }

    static {
        initFlowRules();
    }

    public static void initFlowRules() {
        FlowRule rule = new FlowRule();
        rule.setResource("helloWorld");
        rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        rule.setCount(10);
        rule.setLimitApp("default");
        FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));
    }

    @RestController
    public class HelloWorldController {
        @SentinelResource(value = "helloWorld", blockHandler = "blockHandler")
        @GetMapping("/helloWorld")
        public String helloWorld() {
            return "Hello World";
        }

        public String blockHandler(BlockException ex) {
            return "Blocked: " + ex.getClass().getSimpleName();
        }
    }
}
``

通过以上步骤，可以有效地使用 Sentinel 保护微服务，确保系统的稳定性和可靠性。

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