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Sentinel不同的流控模式资料详解

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架构 Spring Cloud 微服务
概述

Sentinel 是一个开源的轻量级流量控制组件，支持动态流量控制和多种流控模式，包括直接模式、关联模式和链路模式。本文详细介绍了 Sentinel 不同的流控模式及其应用场景，帮助读者更好地理解和使用这些模式。

Sentinel简介
什么是Sentinel

Sentinel 是一个开源的轻量级流量控制组件，旨在提供流量控制、熔断降级、系统自适应保护等能力。它支持动态流量控制，可以实时地根据流量情况调整策略，从而更好地保护系统，防止因流量过大导致系统过载或崩溃。

Sentinel 具有以下特点：

  • 轻量级：Sentinel 是一个轻量级的组件，对系统运行的影响非常小。
  • 高可用：支持集群模式，可以在多个节点之间保持数据的一致性。
  • 可扩展：支持用户自定义的规则和流控算法。
  • 动态性：可以动态调整流控策略，无需重启服务。
  • 多语言支持：除了 Java，还支持 C++、Go、Kotlin 等多种语言。

Sentinel 的核心特性包括：

  • 流量控制：通过流控规则，限制进入系统的流量，防止系统过载。
  • 熔断降级：在系统负载过高或出现故障时，自动熔断，减少请求，保护系统。
  • 系统保护：通过系统自适应保护功能，监控系统的 CPU、内存等资源，防止资源耗尽。
Sentinel的作用与优势

Sentinel 的作用主要体现在以下几个方面：

  1. 流量保护：通过设置各种流控规则，可以有效控制进入系统的流量，防止因流量过大导致系统过载。
  2. 熔断降级：当系统出现故障或负载过高时，Sentinel 可以自动熔断，减少不必要的请求，减轻系统压力。
  3. 自适应保护：通过监控系统的 CPU、内存等资源，自动调整流控策略，避免资源耗尽。

Sentinel 的优势在于：

  • 轻量级：对系统性能影响小，可以快速集成到现有系统中。
  • 动态性：可以实时根据流量情况调整策略，无需重启服务。
  • 易用性：配置简单，易于理解。
  • 集群支持：支持在多个节点之间保持数据的一致性，适用于分布式系统。
流控模式概述
流控的概念

流控是指对进入系统的流量进行限制，以确保系统不会因流量过大而导致过载或崩溃。流控可以通过设置各种规则来实现，例如限制每秒请求的数量，或者根据资源使用情况动态调整请求的接受速度。

Sentinel 支持多种流控模式，每种模式适用于不同的场景，可以根据实际情况选择合适的模式。

Sentinel支持的流控模式简介

Sentinel 支持以下几种流控模式：

  • 直接模式：针对具体资源的直接流控，基于资源的名称进行限流。
  • 关联模式：基于资源间的关联关系进行流控，适用于依赖关系复杂的系统。
  • 链路模式：基于应用间调用链路进行流控，适用于分布式系统。
  • 系统保护模式：基于系统整体资源使用情况（如 CPU、内存等）进行保护。

在实际应用场景中，可以根据系统的架构和需求选择合适的流控模式。

直接模式流控
直接模式的定义与特点

直接模式是 Sentinel 最基础的流控模式之一，它基于具体的资源名称进行流控。直接模式的特点是简单易用，可以根据资源名称对请求进行限制，适用于大多数简单的流控场景。

在直接模式中，可以设置各种流控规则，例如限制每秒请求的数量，或者根据资源使用情况动态调整请求的接受速度。

如何配置与使用直接模式流控

配置直接模式流控的步骤如下：

  1. 引入依赖：在项目中引入 Sentinel 的依赖。例如，在 Maven 项目中，可以通过在 pom.xml 文件中添加以下依赖来引入 Sentinel：

    <dependency>
   <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
   <artifactId>sentinel-core</artifactId>
   <version>1.8.3</version>
</dependency>
<dependency>
   <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
   <artifactId>sentinel-datasource-mapdb</artifactId>
   <version>1.8.3</version>
</dependency>

  2. 配置资源名称：定义需要进行流控的具体资源名称。例如：

    public class DirectModeDemo {
   public static void main(String[] args) {
       // 创建资源名称
       String resourceName = "example-resource";
       // 获取资源的 Entry
       Entry entry = SphU.entry(resourceName, EntryType.IN);
       try {
           // 执行业务逻辑
           System.out.println("业务逻辑执行中...");
       } finally {
           // 释放资源
           entry.exit();
       }
   }
}

  3. 设置流控规则：在代码中或通过配置文件设置流控规则。例如，可以设置每秒最多允许 10 个请求：

    public class DirectModeConfig {
   public static void main(String[] args) {
       // 创建资源名称
       String resourceName = "example-resource";
       // 创建流控规则
       FlowRule flowRule = new FlowRule(resourceName);
       flowRule.setCount(10); // 每秒最多允许 10 个请求
       flowRule.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_GRADE_QPS); // 流控类型为 QPS
       flowRule.setLimitApp("default"); // 限流应用
       // 设置流控规则
       FlowRuleManager.loadRules(Arrays.asList(flowRule));
   }
}
  4. 运行示例代码：运行示例代码，观察流控效果。当请求超过每秒 10 个时，系统将自动进行流控，限制请求的通过。

通过上述步骤，可以简单地实现基于资源名称的直接模式流控。直接模式适用于大多数简单的流控场景，可以通过配置流控规则来限制系统的流量。

关联模式流控
关联模式的定义与特点

关联模式是 Sentinel 中的一种高级流控模式，适用于依赖关系复杂的系统。在关联模式中，可以通过定义资源之间的关联关系来进行流控。

例如，假设系统中有两个资源 A 和 B，其中资源 B 依赖于资源 A。当资源 A 的流量过大时，可以通过设置关联规则来限制资源 B 的流量，从而保护系统。

关联模式的特点是：

  • 灵活性：可以根据资源间的依赖关系进行流控，适用于复杂的系统架构。
  • 保护性强：可以通过限制依赖资源的流量来保护主资源，避免因依赖资源的问题导致主资源过载。

如何配置与使用关联模式流控

配置关联模式流控的步骤如下：

  1. 定义资源名称：定义需要进行流控的具体资源名称。例如：

    public class AssociateModeDemo {
   public static void main(String[] args) {
       // 创建资源名称
       String resourceNameA = "resource-A";
       String resourceNameB = "resource-B";
       // 获取资源的 Entry
       Entry entryA = SphU.entry(resourceNameA, EntryType.IN);
       Entry entryB = SphU.entry(resourceNameB, EntryType.IN);
       try {
           // 执行业务逻辑
           System.out.println("资源 A 业务逻辑执行中...");
           System.out.println("资源 B 业务逻辑执行中...");
       } finally {
           // 释放资源
           entryA.exit();
           entryB.exit();
       }
   }
}

  2. 设置关联规则：在代码中或通过配置文件设置关联规则。例如，设置资源 B 依赖于资源 A，当资源 A 的 QPS 超过 10 时，限制资源 B 的 QPS：

    public class AssociateModeConfig {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
       // 创建资源名称
       String resourceNameA = "resource-A";
       String resourceNameB = "resource-B";
       // 创建流控规则
       FlowRule flowRuleA = new FlowRule(resourceNameA);
       flowRuleA.setCount(10); // 每秒最多允许 10 个请求
       flowRuleA.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_GRADE_QPS); // 流控类型为 QPS
       flowRuleA.setLimitApp("default"); // 限流应用

       // 设置关联规则
       AssociateFlowRule associateRule = new AssociateFlowRule(resourceNameB);
       associateRule.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_ASSOCIATE_DIRECT);
       associateRule.setDirect(FlowConstant.LINK_DIRECT);
       associateRule.setDirectRef(resourceNameA);
       associateRule.setCount(5); // 每秒最多允许 5 个请求
       associateRule.setLimitApp("default"); // 限流应用

       // 设置流控规则
       FlowRuleManager.loadRules(Arrays.asList(flowRuleA));
       AssociateFlowRuleManager.loadRules(Arrays.asList(associateRule));
   }
}
  3. 运行示例代码：运行示例代码，观察流控效果。当资源 A 的请求超过每秒 10 个时，资源 B 的流量将被限制为每秒最多 5 个请求。

通过上述步骤，可以实现基于资源依赖关系的关联模式流控。关联模式适用于复杂的系统架构，可以通过设置关联规则来限制依赖资源的流量，从而保护主资源。

链路模式流控
链路模式的定义与特点

链路模式是 Sentinel 中的一种高级流控模式，适用于分布式系统。在链路模式中，可以通过定义应用间的调用链路来进行流控。

例如，假设系统中有两个应用 A 和 B，其中应用 B 调用应用 A 的接口。当应用 A 的流量过大时，可以通过设置链路规则来限制应用 B 的流量，从而保护系统。

链路模式的特点是：

  • 分布式保护：适用于分布式系统，可以根据调用链路进行流控。
  • 灵活性：可以根据应用间的调用关系进行流控，适用于复杂的系统架构。

如何配置与使用链路模式流控

配置链路模式流控的步骤如下：

  1. 定义资源名称：定义需要进行流控的具体资源名称。例如：

    public class LinkModeDemo {
   public static void main(String[] args) {
       // 创建资源名称
       String resourceNameA = "resource-A";
       String resourceNameB = "resource-B";
       // 获取资源的 Entry
       Entry entryA = SphU.entry(resourceNameA, EntryType.IN);
       Entry entryB = SphU.entry(resourceNameB, EntryType.IN);
       try {
           // 执行业务逻辑
           System.out.println("资源 A 业务逻辑执行中...");
           System.out.println("资源 B 业务逻辑执行中...");
       } finally {
           // 释放资源
           entryA.exit();
           entryB.exit();
       }
   }
}

  2. 设置链路规则：在代码中或通过配置文件设置链路规则。例如，设置应用 B 调用应用 A 的接口，当应用 A 的 QPS 超过 10 时，限制应用 B 的 QPS：

    public class LinkModeConfig {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
       // 创建资源名称
       String resourceNameA = "resource-A";
       String resourceNameB = "resource-B";
       // 创建流控规则
       FlowRule flowRuleA = new FlowRule(resourceNameA);
       flowRuleA.setCount(10); // 每秒最多允许 10 个请求
       flowRuleA.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_GRADE_QPS); // 流控类型为 QPS
       flowRuleA.setLimitApp("default"); // 限流应用

       // 设置链路规则
       LinkFlowRule linkRule = new LinkFlowRule(resourceNameB);
       linkRule.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_LINK_DIRECT);
       linkRule.setDirectRef(resourceNameA);
       linkRule.setCount(5); // 每秒最多允许 5 个请求
       linkRule.setLimitApp("default"); // 限流应用

       // 设置流控规则
       FlowRuleManager.loadRules(Arrays.asList(flowRuleA));
       LinkFlowRuleManager.loadRules(Arrays.asList(linkRule));
   }
}
  3. 运行示例代码：运行示例代码，观察流控效果。当应用 A 的请求超过每秒 10 个时，应用 B 的流量将被限制为每秒最多 5 个请求。

通过上述步骤，可以实现基于应用调用链路的链路模式流控。链路模式适用于分布式系统，可以通过设置链路规则来限制应用间的流量，从而保护系统。

实践案例与注意事项
流控模式的实际应用案例

以下是一些实际应用案例，展示了如何在实际项目中使用 Sentinel 的流控模式：

案例 1：简单流量限制

假设有一个简单的 Web 应用，需要限制每秒的 HTTP 请求数量。可以通过设置直接模式流控来实现：

public class SimpleFlowControl {
    public static void main(String[] args) {
        String resourceName = "http-endpoint";
        FlowRule flowRule = new FlowRule(resourceName);
        flowRule.setCount(10); // 每秒最多允许 10 个请求
        flowRule.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_GRADE_QPS); // 流控类型为 QPS
        flowRule.setLimitApp("default"); // 限流应用
        FlowRuleManager.loadRules(Arrays.asList(flowRule));
    }
}

案例 2：依赖关系保护

假设有一个复杂的服务架构，其中服务 B 依赖于服务 A。当服务 A 的流量过大时，可以通过设置关联模式流控来保护服务 B：

public class DependenceProtection {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String resourceNameA = "service-A";
        String resourceNameB = "service-B";
        FlowRule flowRuleA = new FlowRule(resourceNameA);
        flowRuleA.setCount(10); // 每秒最多允许 10 个请求
        flowRuleA.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_GRADE_QPS); // 流控类型为 QPS
        flowRuleA.setLimitApp("default"); // 限流应用

        AssociateFlowRule associateRule = new AssociateFlowRule(resourceNameB);
        associateRule.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_ASSOCIATE_DIRECT);
        associateRule.setDirect(FlowConstant.LINK_DIRECT);
        associateRule.setDirectRef(resourceNameA);
        associateRule.setCount(5); // 每秒最多允许 5 个请求
        associateRule.setLimitApp("default"); // 限流应用

        FlowRuleManager.loadRules(Arrays.asList(flowRuleA));
        AssociateFlowRuleManager.loadRules(Arrays.asList(associateRule));
    }
}

案例 3：分布式系统保护

假设有一个分布式系统，其中应用 B 调用应用 A 的接口。当应用 A 的流量过大时，可以通过设置链路模式流控来保护应用 B：

public class DistributedSystemProtection {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String resourceNameA = "app-A";
        String resourceNameB = "app-B";
        FlowRule flowRuleA = new FlowRule(resourceNameA);
        flowRuleA.setCount(10); // 每秒最多允许 10 个请求
        flowRuleA.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_GRADE_QPS); // 流控类型为 QPS
        flowRuleA.setLimitApp("default"); // 限流应用

        LinkFlowRule linkRule = new LinkFlowRule(resourceNameB);
        linkRule.setGrade(FlowRuleConstant.FLOW_LINK_DIRECT);
        linkRule.setDirectRef(resourceNameA);
        linkRule.setCount(5); // 每秒最多允许 5 个请求
        linkRule.setLimitApp("default"); // 限流应用

        FlowRuleManager.loadRules(Arrays.asList(flowRuleA));
        LinkFlowRuleManager.loadRules(Arrays.asList(linkRule));
    }
}
配置与使用时的常见问题与解决方法

在配置和使用 Sentinel 的流控模式时，可能会遇到一些常见问题，以下是一些常见的问题及其解决方法：

问题 1：流控规则未生效

问题描述：设置好流控规则后，发现系统并未按照规则进行流控。

解决方法：

  1. 检查资源名称：确保资源名称正确无误，且与代码中的资源名称一致。
  2. 检查规则配置：确保流控规则配置正确，包括计数、流控类型、限流应用等。
  3. 检查规则加载：确保流控规则已经成功加载到系统中，可以通过日志或调试工具检查规则是否生效。

问题 2：流控规则动态修改后未生效

问题描述：修改流控规则后，发现系统并未按照修改后的规则进行流控。

解决方法：

  1. 刷新规则缓存：确保流控规则已经成功刷新到系统中，可以通过调用 FlowRuleManager.loadRules 方法重新加载规则。
  2. 检查缓存机制：确保缓存机制正确，没有出现缓存失效或缓存更新不及时的情况。

问题 3：流控效果不明显

问题描述：设置流控规则后，发现系统流量控制效果不明显。

解决方法：

  1. 检查流量统计：确保流量统计正确，没有出现统计错误或统计不准确的情况。
  2. 优化规则配置：根据实际情况优化流控规则配置，例如调整计数、流控类型等参数。

通过以上步骤，可以解决常见的流控配置和使用问题，确保系统能够正确地进行流量控制。

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发表于 2024.11.08 21:41， 共 88 人浏览

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