Sentinel初识项目实战：新手入门教程

本文将带领读者深入了解Sentinel初识项目实战，涵盖Sentinel的基本概念、环境搭建、基本使用以及流控规则详解等内容。通过实际项目演示，展示如何在具体应用场景中应用Sentinel进行流量控制和系统保护。Sentinel是一个轻量级、功能强大的库，能够有效保护应用的稳定性，防止系统因高并发和高流量而崩溃。文中详细介绍了如何配置和使用Sentinel的各项功能，帮助初学者快速上手。

什么是Sentinel

Sentinel 是阿里巴巴开源的一款轻量级库，提供流控、熔断、降级、系统保护等功能。它旨在阻止应用系统过载，通过监控流控规则来防止应用系统过载，同时提供了强大的规则管理和动态配置功能。Sentinel 能够保护应用的稳定性，防止因高并发、高流量导致系统崩溃，它是微服务治理和云原生应用常用的库。

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：能够对流入系统的流量进行控制，防止系统因流量过大而崩溃。
2. 熔断降级：当请求失败率达到一定阈值时，Sentinel会自动熔断，防止系统雪崩。
3. 系统保护：在系统负载过高时，Sentinel会根据系统整体负载情况自动限流，避免系统因负载过高而崩溃。
4. 动态规则管理：支持动态配置和实时调整规则，提升系统的灵活性和可管理性。

Sentinel的优势在于其轻量级的设计。Sentinel使用了一种新颖的基于"令牌桶"的流量控制算法，实现简单，效果良好，能够很好地支持实时流量控制。此外，Sentinel还支持多种编程语言和框架，如Java、Spring Boot等，具有广泛的适用性。

Sentinel的核心概念和术语

• 资源：资源是Sentinel的基本控制单元，代表一个具体的调用，可以是一个服务接口、一个SQL语句、一个方法等。
• 规则：规则定义了对资源的控制策略，包括流控规则、系统保护规则、热点参数规则、降级规则等。
• 流控：流量限制，用于控制流入系统的请求量，防止系统因流量过高而崩溃。
• 熔断：当系统接口出现故障时，Sentinel会自动将该接口隔离，防止故障扩散，直到系统恢复。
• 降级：当系统负载过高时，Sentinel会将一部分请求降级，执行简单的逻辑，以减轻系统压力。
• 系统保护：针对系统整体负载情况，自动调整限流策略。

准备开发环境

为了开始使用Sentinel，首先需要搭建一个Java开发环境。建议使用Java 8及以上版本。

1. 下载并安装JDK：可以通过Oracle官网或OpenJDK官网下载对应的操作系统版本。
2. 设置环境变量：将JDK的bin目录添加到系统的PATH环境变量中。
3. 安装IDE：推荐使用IntelliJ IDEA或Eclipse。下载IDE并安装，配置好必要的设置，例如JDK版本、代码风格等。

下载并引入Sentinel依赖

为了在项目中使用Sentinel，需要在项目中引入Sentinel的依赖。这里以Spring Boot项目为例。

1. 创建一个新的Spring Boot项目，可以通过Spring Initializr（https://start.spring.io/）来创建。
2. 在项目中添加Sentinel依赖。在pom.xml文件中添加如下依赖：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>1.8.6</version>
</dependency>

1. 如果使用Maven构建项目，执行mvn clean install命令下载并安装依赖。

配置Sentinel环境

在Spring Boot项目中，可以通过application.properties或application.yml文件添加必要的配置来配置Sentinel环境。例如：

spring:
  profile:
  active: sentinel
sentinel:
  transport:
    dashboard: localhost:8080 # 指定Sentinel控制台地址
  rule:
    refreshInterval: 10 # 定时刷新规则的时间间隔（秒）
  system:
    cpu:
      slowRdsRatio: 0.5 # CPU利用率慢请求比例
      slowRdsThreshold: 10 # 慢请求阈值（秒）

启动Spring Boot应用后，Sentinel将自动集成到应用中，并且可以通过Sentinel控制台进行规则配置和查看实时监控数据。

创建第一个Sentinel应用

创建一个新的Spring Boot项目，命名为sentinel-demo。在项目根目录下，创建一个简单的REST接口。

1. 在src/main/java/com/example/sentineldemo目录下创建HelloController.java文件：

package com.example.sentineldemo;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class HelloController {

    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return "Hello Sentinel!";
    }
}

1. 在application.properties中添加Sentinel的配置：

spring.profiles.active=sentinel
spring:
  sentinel:
  transport:
    dashboard=localhost:8080

添加资源和规则

资源是Sentinel的基本单位，表示一个具体的接口或服务。Sentinel中定义了多种规则，包括流控规则、系统保护规则等。

1. 添加流控规则：

package com.example.sentineldemo;

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 HelloController {

    @GetMapping("/hello")
    @SentinelResource(value = "hello", blockHandler = "handleBlock")
    public String hello() {
        return "Hello Sentinel!";
    }

    public String handleBlock(BlockException e) {
        return "Blocked by Sentinel!";
    }
}

1. 添加系统保护规则：

package com.example.sentineldemo;

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 HelloController {

    @GetMapping("/hello")
    @SentinelResource(value = "hello", systemBlockHandler = "handleSystemBlock")
    public String hello() {
        return "Hello Sentinel!";
    }

    public String handleSystemBlock(BlockException e) {
        return "System blocked!";
    }
}

测试资源控制

启动Spring Boot应用，访问/hello接口，观察控制台输出。通过Sentinel控制台，查看资源状态和规则配置。可以通过控制台动态修改规则，查看实时监控数据。

流量控制的基本概念

流量控制（Flow Control）用于限制流入系统的请求量，防止系统因流量过高而崩溃。Sentinel提供多种流量控制策略，包括直接/关联、链路、系统、降级、自定义等。

• 直接/关联：直接流控规则针对特定的资源，关联流控规则针对一组资源。
• 链路：链路流控规则针对多条调用链路，能够对链路上的流量进行控制。
• 系统：系统流控规则基于系统整体负载情况，自动调整限流策略。
• 降级：降级规则用于在系统负载过高时，将部分请求降级，执行简单的逻辑，减轻系统压力。
• 自定义：自定义流控规则允许用户根据具体需求定义规则。

设置流控规则的步骤

1. 在Sentinel控制台中，点击"规则管理"，选择"流控规则"。
2. 点击"添加规则"按钮，填写资源名称、选择流控类型、配置阈值等信息。
3. 设置阈值类型，可以选择：QPS（每秒查询速率）、并发数、请求量等。
4. 设置阈值，根据需要设置阈值的值。
5. 保存规则，规则将被应用到指定资源上。

实际案例演示

假设有一个接口/order/create，需要控制每秒只能创建10个订单。

1. 在Sentinel控制台中，点击"规则管理"，选择"流控规则"。
2. 点击"添加规则"按钮，填写资源名称为/order/create，选择流控类型为QPS，配置阈值为10。
3. 设置阈值类型为QPS。
4. 设置阈值为10。
5. 保存规则。

代码示例：

package com.example.sentineldemo;

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 OrderController {

    @GetMapping("/order/create")
    @SentinelResource(value = "order-create", blockHandler = "handleBlock")
    public String createOrder() {
        // 创建订单的逻辑
        return "Order created!";
    }

    public String handleBlock(BlockException e) {
        return "Order creation blocked!";
    }
}

通过控制台，可以实时查看和修改规则配置，确保系统稳定性。

了解系统保护规则

系统保护规则（System Protection Rules）用于在系统整体负载过高时，自动调整限流策略，防止系统崩溃。系统保护规则分为CPU、系统和线程数三个维度，可以根据系统负载情况自动调整限流策略。

• CPU：根据CPU使用率进行限流。
• 系统：根据系统负载（如线程数、连接数等）进行限流。
• 线程数：根据线程数进行限流。

设置系统保护规则

系统保护规则需要在Sentinel控制台中进行配置。在"规则管理"中，选择"系统保护规则"，可以设置CPU、系统和线程数的保护阈值。

1. 在Sentinel控制台中，点击"规则管理"，选择"系统保护规则"。
2. 设置CPU保护阈值，例如设置CPU使用率超过80%时触发保护。
3. 设置系统保护阈值，例如设置线程数超过1000时触发保护。
4. 设置线程数保护阈值，例如设置线程数超过2000时触发保护。
5. 保存规则。

代码示例：

package com.example.sentineldemo;

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 SystemController {

    @GetMapping("/system/load")
    @SentinelResource(value = "system-load", systemBlockHandler = "handleSystemBlock")
    public String loadSystem() {
        // 模拟系统负载高的逻辑
        return "System load high!";
    }

    public String handleSystemBlock(BlockException e) {
        return "System protection!";
    }
}

体验降级机制

降级机制（Degradation）用于在系统负载过高时，将部分请求降级，执行简单的逻辑，减轻系统压力。降级机制分为接口降级和系统降级两种类型。

1. 接口降级：当接口调用失败率达到一定阈值时，将接口降级，执行简单的逻辑。
2. 系统降级：当系统负载过高时，将部分请求降级，执行简单的逻辑，减轻系统压力。

代码示例：

package com.example.sentineldemo;

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 DegradationController {

    @GetMapping("/degradation")
    @SentinelResource(value = "degradation", fallback = "handleFallback")
    public String degrade() {
        // 模拟接口调用失败的逻辑
        throw new RuntimeException("Service degraded!");
    }

    public String handleFallback(BlockException e) {
        return "Degradation fallback!";
    }
}

通过Sentinel控制台，可以查看降级机制的效果，并根据实际需求调整降级策略。

选择一个实际项目

为了更好地理解Sentinel的实际应用，这里选择一个简单的在线购物网站作为示例项目。该项目包括商品展示、用户购物车、订单创建等功能。

应用Sentinel进行项目保护

在实际项目中，可以将Sentinel应用于各个模块，保护应用的稳定性。

1. 商品展示模块：

package com.example.sentineldemo.controller;

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 ProductController {

    @GetMapping("/products")
    @SentinelResource(value = "products", blockHandler = "handleBlock")
    public String listProducts() {
        // 商品展示逻辑
        return "Product list!";
    }

    public String handleBlock(BlockException e) {
        return "Product list blocked!";
    }
}

1. 购物车模块：

package com.example.sentineldemo.controller;

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 CartController {

    @GetMapping("/cart")
    @SentinelResource(value = "cart", blockHandler = "handleBlock")
    public String viewCart() {
        // 购物车展示逻辑
        return "Cart view!";
    }

    public String handleBlock(BlockException e) {
        return "Cart view blocked!";
    }
}

1. 订单模块：

package com.example.sentineldemo.controller;

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 OrderController {

    @GetMapping("/order/create")
    @SentinelResource(value = "order-create", blockHandler = "handleBlock")
    public String createOrder() {
        // 订单创建逻辑
        return "Order created!";
    }

    public String handleBlock(BlockException e) {
        return "Order creation blocked!";
    }
}

测试和优化项目性能

通过Sentinel控制台，可以实时查看各个模块的流量控制、系统保护和降级机制的效果。根据监控数据，可以调整规则，优化项目性能。

1. 监控流量控制：

   通过Sentinel控制台，查看/products、/cart、/order/create等接口的流量控制情况。如果发现某个接口流量过高，可以及时调整流控规则。

2. 监控系统保护：

   通过Sentinel控制台，查看系统整体负载情况。如果发现系统负载过高，可以及时调整系统保护规则，防止系统崩溃。

3. 监控降级机制：

   通过Sentinel控制台，查看各个接口的降级情况。如果发现某个接口频繁降级，可以及时调整降级策略，防止服务雪崩。

通过Sentinel，可以有效地保护在线购物网站的稳定性，防止因高流量、高负载导致系统崩溃。建议在项目上线前，通过压力测试和监控数据，进一步优化Sentinel的规则配置，确保系统的稳定性和可扩展性。

Sentinel是一个强大的流量控制和系统保护库，通过合理配置和使用，可以有效地保护应用的稳定性，提高系统可用性和用户体验。建议在实际项目中，结合具体需求，灵活应用Sentinel的多种功能。对于初学者，建议从简单的流量控制开始，逐步熟悉Sentinel的各项功能。