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Sentinel初识学习入门指南

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Spring Cloud Redis 微服务

概述

Sentinel 是由阿里云开源的一款服务治理与保护库，适用于微服务和云原生应用。它提供了流量控制、授权配置、熔断降级和系统保护等多项功能，确保应用的稳定性。通过本文，读者将详细了解 Sentinel 的安装配置、核心概念以及实战演练，掌握 Sentinel 的基础入门。

Sentinel 是什么

简介

Sentinel 是一款由阿里云开源的服务治理与保护库，专注于服务网格、微服务和云原生应用。它能够在运行时保护应用的稳定性，提供多维度的流量控制、丰富的统计信息和实时监控，以及快速响应和容错机制。Sentinel 的核心优势在于其轻量级、透明化、异步和累积式等特性，使得它不仅适合于 Java 应用，也能够与各种语言进行集成。

主要功能

Sentinel 的主要功能包括：

流量控制：支持多种流量控制策略，能够对请求进行实时的统计和控制，防止系统因过载而崩溃。
授权配置：提供灵活的授权配置，可以基于用户、IP 或其他维度进行访问控制。
熔断降级：在服务出现故障时，能够及时熔断并降级处理，避免故障扩散。
系统保护：内置多种系统资源保护规则，能够针对 CPU、内存、线程数等参数进行保护。
实时监控：提供实时的监控信息，包括流量、异常、统计等，有助于快速发现和解决问题。

适用场景

Sentinel 适用于以下场景：

微服务治理：在微服务架构中，Sentinel 可以帮助控制流量，保护服务的稳定性。
流控保护：在流量高峰时，Sentinel 可以动态调整流量，防止系统过载。
容错与降级：在服务不稳定时，Sentinel 可以及时熔断并降级处理，减少服务影响。
资源监控：提供实时的资源监控，帮助运维人员快速发现问题。

安装与配置

安装指南

依赖安装

首先，你需要在你的项目中添加 Sentinel 的依赖。对于 Maven 项目，可以在 pom.xml 文件中添加如下依赖：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel</artifactId>
    <version>1.8.3</version>
</dependency>

对于 Gradle 项目，可以在 build.gradle 文件中添加如下依赖：

dependencies {
    implementation 'com.alibaba.csp:sentinel:1.8.3'
}

初始化配置

在你的应用程序启动时，需要初始化 Sentinel。你可以在 Application 类或 Spring Boot 的配置类中进行初始化。

例如，在一个简单的 Spring Boot 应用中，你可以在 Application 类中添加如下代码：

import com.alibaba.csp.sentinel.init.InitFunc;
import com.alibaba.csp.sentinel.init.PropertyConfig;
import com.alibaba.csp.sentinel.init.SentinelPropertyConfig;
import com.alibaba.csp.sentinel.init.SentinelWebTopInitFunc;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRule;

import java.util.List;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        // 初始化Sentinel
        InitFunc initFunc = new SentinelWebTopInitFunc();
        initFunc.init();

        // 设置属性配置
        PropertyConfig propertyConfig = new SentinelPropertyConfig();
        propertyConfig.setProfile("default");
        propertyConfig.setProfileSeparator("_");
        propertyConfig.setProfilePropertyName("spring.profiles.active");
        propertyConfig.setProfilePropertyNameSeparator(".");
        propertyConfig.setProfileSeparator("_");
        propertyConfig.setProfilePropertyPrefix("spring.profiles.active");
        propertyConfig.setProfilePropertyNameSeparator(".");
        propertyConfig.setProfilePropertyPrefix("spring.profiles.active");

        // 设置流控规则
        FlowRule flowRule = new FlowRule();
        flowRule.setResource("hello");
        flowRule.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        flowRule.setCount(10);
        flowRule.setControlBehavior(FlowRuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT);
        FlowRuleManager.loadRules(List.of(flowRule));

        // 设置系统保护规则
        SystemRule systemRule = new SystemRule();
        systemRule.setResource("default");
        systemRule.setGrade(SystemRuleConstant.GRADER_CPU);
        systemRule.setCount(80);
        systemRule.setControlBehavior(SystemRuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT);
        SystemRuleManager.loadRules(List.of(systemRule));
    }
}

基本配置

流量控制

流量控制是 Sentinel 的核心功能之一，可以基于 QPS、并发线程数等维度进行控制。以下是一个简单的流量控制规则配置示例：

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

public class FlowRuleExample {
    public static void main(String[] args) {
        FlowRule flowRule = new FlowRule();
        flowRule.setResource("example");
        flowRule.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_GRADE_QPS); // 设置为QPS控制
        flowRule.setCount(10); // 每秒最多处理10个请求
        flowRule.setControlBehavior(FlowRuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT); // 默认拒绝策略

        List<FlowRule> rules = new ArrayList<>();
        rules.add(flowRule);
        FlowRuleManager.loadRules(rules);
    }
}

系统保护

系统保护规则可以保护系统资源，例如 CPU、内存、线程数等。以下是一个简单的系统保护规则配置示例：

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRuleManager;

public class SystemRuleExample {
    public static void main(String[] args) {
        SystemRule systemRule = new SystemRule();
        systemRule.setResource("example");
        systemRule.setGrade(SystemRuleConstant.GRADER_CPU); // 设置为CPU保护
        systemRule.setCount(80); // CPU使用率超过80%时触发保护
        systemRule.setControlBehavior(SystemRuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT); // 默认拒绝策略

        List<SystemRule> rules = new ArrayList<>();
        rules.add(systemRule);
        SystemRuleManager.loadRules(rules);
    }
}

核心概念讲解

流量控制

流量控制是 Sentinel 的一个重要功能，主要用于控制通过某个资源（例如服务、方法等）的请求流量。Sentinel 提供了多种流量控制规则，包括 QPS（每秒查询速率）、并发线程数等。

QPS 控制

例如，设置一个服务的 QPS 为 10，表示每秒最多可以处理 10 个请求：

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

public class QpsControlExample {
    public static void main(String[] args) {
        FlowRule flowRule = new FlowRule();
        flowRule.setResource("example");
        flowRule.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_GRADE_QPS); // 设置为QPS控制
        flowRule.setCount(10); // 每秒最多处理10个请求
        flowRule.setControlBehavior(FlowRuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT); // 默认拒绝策略

        List<FlowRule> rules = new ArrayList<>();
        rules.add(flowRule);
        FlowRuleManager.loadRules(rules);
    }
}

并发线程数控制

设置一个服务的最大并发线程数为 10：

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

public class ThreadControlExample {
    public static void main(String[] args) {
        FlowRule flowRule = new FlowRule();
        flowRule.setResource("example");
        flowRule.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_GRADE_THREAD); // 设置为线程数控制
        flowRule.setCount(10); // 最大并发线程数为10
        flowRule.setControlBehavior(FlowRuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT); // 默认拒绝策略

        List<FlowRule> rules = new ArrayList<>();
        rules.add(flowRule);
        FlowRuleManager.loadRules(rules);
    }
}

授权配置

授权配置用于控制对特定资源的访问权限。Sentinel 提供了灵活的授权配置，可以基于用户、IP、时间等维度进行控制。

用户和 IP 授权

例如，设置一个服务只允许特定用户和 IP 访问：

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.authorize.AuthorizeConfig;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.authorize.AuthorizeConfigManager;

public class AuthorizationExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<AuthorizeConfig> authorizeConfigs = new ArrayList<>();
        AuthorizeConfig authorizeConfig = new AuthorizeConfig();
        authorizeConfig.setResource("example");
        authorizeConfig.setStrategy(AuthorizeConfig.STRATEGY_IP_USER); // IP和用户权限控制
        authorizeConfig.setUserIds("user1,user2"); // 允许访问的用户
        authorizeConfig.setIpList("192.168.1.1,192.168.1.2"); // 允许访问的IP
        authorizeConfigs.add(authorizeConfig);

        AuthorizeConfigManager.loadRules(authorizeConfigs);
    }
}

时间授权

设置一个服务在特定时间窗口内不可访问：

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.authorize.AuthorizeConfig;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.authorize.AuthorizeConfigManager;

public class TimeAuthorizationExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<AuthorizeConfig> authorizeConfigs = new ArrayList<>();
        AuthorizeConfig authorizeConfig = new AuthorizeConfig();
        authorizeConfig.setResource("example");
        authorizeConfig.setStrategy(AuthorizeConfig.STRATEGY_TIME_WINDOW); // 时间窗口权限控制
        authorizeConfig.setStartTime(8 * 3600); // 开始时间，8点
        authorizeConfig.setEndTime(12 * 3600); // 结束时间，12点
        authorizeConfigs.add(authorizeConfig);

        AuthorizeConfigManager.loadRules(authorizeConfigs);
    }
}

熔断降级

熔断降级是 Sentinel 的另一个重要功能，用于在服务不稳定时及时熔断并降级处理，防止故障扩散。

熔断降级配置

设置一个服务在失败率达到一定阈值时进行熔断：

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.datasource.NewDataSourceProvider;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.datasource.ReadOnlyListDataSource;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.datasource.SentinelDataSource;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.datasource.SentinelDataSourceType;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.statistic.halfway.HalfWayStrategy;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.statistic.halfway.HalfWayStrategyManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRuleManager;

public class CircuitBreakerExample {
    public static void main(String[] args) {
        SystemRule systemRule = new SystemRule();
        systemRule.setResource("example");
        systemRule.setGrade(SystemRuleConstant.GRADER_SYSTEM); // 设置为系统保护
        systemRule.setCount(80); // CPU使用率超过80%时触发保护
        systemRule.setControlBehavior(SystemRuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT); // 默认拒绝策略

        List<SystemRule> rules = new ArrayList<>();
        rules.add(systemRule);
        SystemRuleManager.loadRules(rules);

        HalfWayStrategyManager.setHalfWayStrategy(new HalfWayStrategy() {
            @Override
            public boolean isHalfWay(int successCount, int requestCount) {
                return successCount < 5; // 当成功请求少于5次时进行熔断
            }
        });
    }
}

实战演练

示例代码

接下来，我们将通过一个简单的示例代码来演示如何使用 Sentinel 进行流量控制、授权配置和熔断降级。

流量控制示例

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;

public class SimpleSentinelExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 设置流量控制规则
        FlowRule flowRule = new FlowRule();
        flowRule.setResource("example");
        flowRule.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_GRADE_QPS); // 设置为QPS控制
        flowRule.setCount(10); // 每秒最多处理10个请求
        flowRule.setControlBehavior(FlowRuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT); // 默认拒绝策略

        List<FlowRule> rules = new ArrayList<>();
        rules.add(flowRule);
        FlowRuleManager.loadRules(rules);

        // 设置系统保护规则
        SystemRule systemRule = new SystemRule();
        systemRule.setResource("example");
        systemRule.setGrade(SystemRuleConstant.GRADER_CPU); // 设置为CPU保护
        systemRule.setCount(80); // CPU使用率超过80%时触发保护
        systemRule.setControlBehavior(SystemRuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT); // 默认拒绝策略

        List<SystemRule> systemRules = new ArrayList<>();
        systemRules.add(systemRule);
        SystemRuleManager.loadRules(systemRules);

        // 模拟请求
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (SentinelBlockExceptionUtil.tryAcquire("example")) {
                System.out.println("Request " + i + " is processed");
            } else {
                System.out.println("Request " + i + " is rejected");
            }
        }
    }
}

授权配置示例

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.authorize.AuthorizeConfig;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.authorize.AuthorizeConfigManager;

public class AuthorizationExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<AuthorizeConfig> authorizeConfigs = new ArrayList<>();
        AuthorizeConfig authorizeConfig = new AuthorizeConfig();
        authorizeConfig.setResource("example");
        authorizeConfig.setStrategy(AuthorizeConfig.STRATEGY_IP_USER); // IP和用户权限控制
        authorizeConfig.setUserIds("user1,user2"); // 允许访问的用户
        authorizeConfig.setIpList("192.168.1.1,192.168.1.2"); // 允许访问的IP
        authorizeConfigs.add(authorizeConfig);

        AuthorizeConfigManager.loadRules(authorizeConfigs);

        // 模拟请求
        if (SentinelBlockExceptionUtil.isAllow("example", "user1", "192.168.1.1")) {
            System.out.println("Request is allowed");
        } else {
            System.out.println("Request is denied");
        }
    }
}

熔断降级示例

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.datasource.NewDataSourceProvider;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.datasource.ReadOnlyListDataSource;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.datasource.SentinelDataSource;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.datasource.SentinelDataSourceType;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.statistic.halfway.HalfWayStrategy;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.statistic.halfway.HalfWayStrategyManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRuleManager;

public class CircuitBreakerExample {
    public static void main(String[] args) {
        SystemRule systemRule = new SystemRule();
        systemRule.setResource("example");
        systemRule.setGrade(SystemRuleConstant.GRADER_SYSTEM); // 设置为系统保护
        systemRule.setCount(80); // CPU使用率超过80%时触发保护
        systemRule.setControlBehavior(SystemRuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT); // 默认拒绝策略

        List<SystemRule> rules = new ArrayList<>();
        rules.add(systemRule);
        SystemRuleManager.loadRules(rules);

        HalfWayStrategyManager.setHalfWayStrategy(new HalfWayStrategy() {
            @Override
            public boolean isHalfWay(int successCount, int requestCount) {
                return successCount < 5; // 当成功请求少于5次时进行熔断
            }
        });

        // 模拟请求
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            if (SentinelBlockExceptionUtil.tryAcquire("example")) {
                System.out.println("Request " + i + " is processed");
            } else {
                System.out.println("Request " + i + " is rejected");
            }
        }
    }
}

实际操作

在实际操作中，你可以根据具体的业务场景和需求，配置不同的规则和策略。例如，在流量高峰时，你可以设置更加严格的流量控制规则；在服务不稳定时，你可以及时进行熔断降级处理。

以下是一个实际操作的示例：

初始化 Sentinel：
在你的应用程序启动时，初始化 Sentinel 并加载规则。
配置流量控制：
根据业务需求设置 QPS 和并发线程数的限制。
配置授权：
根据用户、IP 和时间等因素进行授权配置。
配置熔断降级：
设置熔断降级规则，确保在服务不稳定时及时处理。
监控和调优：
通过 Sentinel 提供的监控信息，不断调优你的配置。

常见问题解答

常见错误及解决方案

未加载规则
如果你在启动时没有正确加载规则，可能会导致规则未生效。确保在初始化 Sentinel 时正确加载规则。
规则冲突
如果你在不同的配置文件或代码中设置了相同的资源规则，可能会导致规则冲突。确保规则配置一致且不冲突。
内存泄露
如果你在代码中频繁创建和销毁规则对象，可能会导致内存泄露。确保规则对象的生命周期管理正确。

使用中的注意事项

规则配置
确保规则配置合理，不过度限制或过于宽松。
监控信息
定期检查 Sentinel 提供的监控信息，确保服务状态正常。
性能影响
虽然 Sentinel 提供了丰富的保护功能，但如果配置不当，也可能对性能产生影响。确保规则合理配置，避免不必要的性能损失。

结语

总结

通过本文的介绍，你应该对 Sentinel 的基本概念、安装配置、核心功能以及实战演练有了全面的了解。Sentinel 是一个强大的服务治理与保护库，能够帮助你在微服务架构中保护服务的稳定性和性能。希望本文能帮助你更好地理解和使用 Sentinel。

进阶方向

Sentinel 提供了许多高级功能，例如：

集群模式：支持多节点的集群模式，实现分布式治理。
规则动态推送：支持规则的动态推送，实现灵活的配置管理。
链路追踪：提供链路追踪功能，帮助你更好地理解系统调用链路。

你可以在慕课网学习更多关于 Sentinel 的高级用法和最佳实践。通过不断学习和实践，你将能够更好地利用 Sentinel 来保护你的服务。

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