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Sentinel初识资料：新手入门指南

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安全运维 Redis

概述

Sentinel是一款由阿里巴巴开源的轻量级流量控制组件，主要用于分布式系统的流量控制、服务熔断和系统保护等功能。本文提供了Sentinel的新手入门指南，详细介绍了其主要功能和应用场景。Sentinel初识资料包括了Sentinel的核心概念、安装配置、基本使用方法、监控告警以及后续学习方向。

Sentinel初识资料：新手入门指南

1. Sentinel简介

什么是Sentinel

Sentinel 是阿里巴巴集团开源的一个轻量级的、高可用的流量控制组件，主要为分布式系统的流量控制、服务熔断、系统保护等功能提供强大的支持。Sentinel 能够以非常低的性能损耗来运行于Java应用之中。Sentinel 设计的初衷是为阿里巴巴双11这种大流量、高并发的场景提供支持，但目前已经被广泛应用在各种流量控制场景中。

Sentinel 的设计理念是通过核心库与扩展库相结合的方式来提供多方位的支持。核心库主要关注流量控制、熔断降级、系统保护等功能，这些都是与流量和运行时行为相关的。扩展库则提供了对于细粒度监控、API网关适配、适配Dubbo、Spring Cloud等框架的支持。

Sentinel的主要功能和应用场景

Sentinel 的主要功能包括流量控制、熔断降级、系统保护和请求聚合等，这些功能使得它可以在各种应用场景下发挥重要作用。

流量控制

流量控制主要是为了限制请求的并发量。当请求量超出预设的阈值时，Sentinel 会自动对多余的请求进行限流，从而保证系统的稳定运行。例如，当某个接口的请求量突然增大，超过了系统的承载能力，此时就可以通过流量控制来限制请求的并发数。

import com.alibaba.csp.sentinel.Entry;
import com.alibaba.csp.sentinel.SphU;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;

public class SentinelDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个名为 "test" 的资源
        Entry entry = SphU.entry("test");
        try {
            // 模拟业务逻辑
            System.out.println("业务逻辑执行");
        } catch (BlockException e) {
            // 处理被限流的情况
            System.out.println("当前请求已被限流");
        } finally {
            // 结束资源使用
            entry.exit();
        }
    }
}

熔断降级

熔断降级主要针对服务之间的调用失败问题。当一个服务调用另一个服务时，如果调用失败的次数达到设定的阈值，那么Sentinel 会自动将该服务的调用接口进行熔断，避免源源不断地发起失败的请求，从而保护系统资源。

import com.alibaba.csp.sentinel.SphU;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;

public class DegradeRuleExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 示例代码展示熔断降级规则的创建
        DegradeRule rule = new DegradeRule();
        rule.setResource("testResource");
        rule.setGrade(RuleConstant.DEGRADE_GRADE_RT);
        rule.setCount(20);
        rule.setTimeWindow(5);

        // 将规则添加到规则管理器中
        DegradeRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        // 这里可以添加业务逻辑代码
        System.out.println("熔断规则已设置");
    }
}

系统保护

系统保护功能主要针对系统负载过高的情况。当系统的CPU、内存、线程数等资源出现异常时，Sentinel 会自动触发保护机制，限制系统中的请求流量，防止系统资源耗尽导致服务崩溃。

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemConstants;
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 rule = new SystemRule();
        rule.setGrade(SystemConstants.GRADCPS);
        rule.setCpuThreshold(70.0);
        rule.setCount(1000);
        rule.setStrategy(0);

        // 将规则添加到规则管理器中
        SystemRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        // 这里可以添加业务逻辑代码
        System.out.println("系统保护规则已设置");
    }
}

请求聚合

请求聚合功能则是为了聚合多个请求，实现系统级别的流量控制。当系统中的某个资源被频繁访问，可以通过请求聚合功能将这些请求聚合起来，再进行统一的流量控制。

import com.alibaba.csp.sentinel.SphU;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;

public class RequestAggregationExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 示例代码展示请求聚合的创建
        Entry entry = SphU.entry("testResource");
        try {
            // 模拟业务逻辑
            System.out.println("业务逻辑执行");
        } catch (BlockException e) {
            // 处理限流情况
            System.out.println("当前请求已被限流");
        } finally {
            // 结束资源使用
            entry.exit();
        }
    }
}

监控告警

Sentinel 还提供了监控告警功能，可以实时监控系统的运行状态，并在系统出现异常时发出告警信息。

import com.alibaba.csp.sentinel.cluster.ClusterClient;
import com.alibaba.csp.sentinel.cluster.ClusterConstants;

public class MonitorExample {
    public static void main(String[] args) {
        ClusterClient client = new ClusterClient();
        try {
            // 连接到集群
            client.start(ClusterConstants.CLUSTER_NAME_DEFAULT);

            // 获取监控数据
            String metrics = client.getMetricsByResource("testResource");
            System.out.println("监控数据: " + metrics);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            client.shutdown();
        }
    }
}

2. Sentinel的核心概念

流量控制

流量控制是指对通过某一资源（如接口、服务调用等）的请求量进行限制，当请求量超过设定的阈值时，Sentinel会自动进行限流操作，以防止系统过载。流量控制可以通过设置规则来实现，规则包括QPS（每秒处理的请求数）、并发数、线程数等。

import com.alibaba.csp.sentinel.FlowRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.FlowRuleManager;

public class FlowRuleExample {
    public static void main(String[] args) {
        FlowRule rule = new FlowRule();
        rule.setResource("testResource");
        rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        rule.setCount(100);
        rule.setControlBehavior(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT);

        // 将规则添加到规则管理器中
        FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        // 这里可以添加业务逻辑代码
        System.out.println("流控规则已设置");
    }
}

授权

授权功能主要用于控制哪些请求能够访问特定的资源。Sentinel 提供了基于白名单和黑名单的授权机制，允许用户自定义访问控制规则，确保只有合法的请求能够访问资源。

import com.alibaba.csp.sentinel.SphU;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;

public class AuthorizationExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (Entry entry = SphU.entry("testResource", EntryType.IN, "user1")) {
            // 模拟业务逻辑
            System.out.println("业务逻辑执行");
        } catch (BlockException e) {
            // 处理被限流的情况
            System.out.println("当前请求已被限流");
        }
    }
}

系统保护

系统保护是Sentinel的重要功能之一，它能够保护系统的整体健康状态。当系统的CPU使用率、系统负载、内存使用率等指标超过预设的阈值时，Sentinel会自动触发保护机制，限制请求流量，防止系统资源耗尽。

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

public class SystemProtectionExample {
    public static void main(String[] args) {
        SystemRule rule = new SystemRule();
        rule.setGrade(SystemConstants.GRADCPS);
        rule.setCpuThreshold(70.0);
        rule.setCount(1000);
        rule.setStrategy(0);

        // 将规则添加到规则管理器中
        SystemRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        // 这里可以添加业务逻辑代码
        System.out.println("系统保护规则已设置");
    }
}

热熔断

热熔断是指在服务调用失败（例如超时、抛出异常等）时，自动切断相关调用链路，避免继续浪费系统资源。当服务调用失败次数超过设定的阈值时，Sentinel会自动将该服务的调用接口进行熔断，一段时间后再进行重试。

import com.alibaba.csp.sentinel.DegradeRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.DegradeRuleManager;

public class DegradeRuleExample {
    public static void main(String[] args) {
        DegradeRule rule = new DegradeRule();
        rule.setResource("testResource");
        rule.setGrade(RuleConstant.DEGRADE_GRADE_RT);
        rule.setCount(20);
        rule.setTimeWindow(5);

        // 将规则添加到规则管理器中
        DegradeRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        // 这里可以添加业务逻辑代码
        System.out.println("熔断规则已设置");
    }
}

流量清洗

流量清洗是指在请求到来时，根据一定的规则对请求进行过滤和处理，以确保请求的安全性和合法性。Sentinel 提供了多种流量清洗规则，例如黑名单、白名单、请求参数校验等。

import com.alibaba.csp.sentinel.SphU;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;

public class RequestCleaningExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (Entry entry = SphU.entry("testResource")) {
            // 模拟业务逻辑
            System.out.println("业务逻辑执行");
        } catch (BlockException e) {
            // 处理被限流的情况
            System.out.println("当前请求已被限流");
        }
    }
}

3. Sentinel的安装与配置

如何快速安装Sentinel

Sentinel 的安装非常简单，可以通过 Maven 或者 Gradle 来引入 Sentinel 的依赖。

Maven

在项目的 pom.xml 文件中添加以下依赖：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-core</artifactId>
    <version>1.8.5</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-datasource-extension</artifactId>
    <version>1.8.5</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-transport-simple-extension</artifactId>
    <version>1.8.5</version>
</dependency>

注意，这里使用了版本号 1.8.5，请根据实际情况选择合适的版本。

Gradle

在项目的 build.gradle 文件中添加以下依赖：

dependencies {
    implementation 'com.alibaba.csp:sentinel-core:1.8.5'
    implementation 'com.alibaba.csp:sentinel-datasource-extension:1.8.5'
    implementation 'com.alibaba.csp:sentinel-transport-simple-extension:1.8.5'
}

基本配置文件介绍

Sentinel 提供了丰富的配置选项，可以通过 sentinel.properties 文件进行配置。以下是一些常见的配置项：

transport.server.port：Sentinel控制台的端口号，默认为8080。
transport.server.serverPort：Sentinel控制台的web端口，默认为8080。
transport.source.ip：指定机器地址，用于向控制台汇报数据。
transport.commandLine：是否启用命令行。
transport.log.file：日志文件路径。
transport.log.level：日志级别，可选值为 info, debug, warn, error。

例如，以下是一个简单的 sentinel.properties 文件示例：

transport.server.port=8080
transport.server.serverPort=8080
transport.source.ip=127.0.0.1
transport.commandLine=false
transport.log.file=/var/log/sentinel.log
transport.log.level=info

4. Sentinel的基本使用方法

创建规则

在Sentinel中，规则指的是对资源进行流量控制、熔断降级、系统保护等操作的具体配置。规则可以通过代码动态创建和管理，也可以通过控制台进行配置。

流控规则

流控规则主要用来限制通过某一资源的请求的并发量。可以通过 FlowRuleManager 来创建流控规则。

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;

public class FlowRuleExample {
    public static void main(String[] args) {
        FlowRule rule = new FlowRule();
        rule.setResource("testResource");
        rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        rule.setCount(100);
        rule.setControlBehavior(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT);

        // 将规则添加到规则管理器中
        FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        // 这里可以添加业务逻辑代码
        System.out.println("流控规则已设置");
    }
}

熔断降级规则

熔断降级规则主要用来定义服务降级的条件和处理策略。当服务调用失败次数超过阈值时，将会进行熔断处理。

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.RuleConstant;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.DegradeRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.DegradeRuleManager;

public class DegradeRuleExample {
    public static void main(String[] args) {
        DegradeRule rule = new DegradeRule();
        rule.setResource("testResource");
        rule.setGrade(RuleConstant.DEGRADE_GRADE_RT);
        rule.setCount(1000);
        rule.setTimeWindow(10);

        // 将规则添加到规则管理器中
        DegradeRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        // 这里可以添加业务逻辑代码
        System.out.println("熔断规则已设置");
    }
}

系统保护规则

系统保护规则主要用来定义系统级别的保护策略，例如当CPU使用率过高时，自动限制请求流量。

import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemConstants;
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 rule = new SystemRule();
        rule.setGrade(SystemConstants.GRADCPS);
        rule.setCpuThreshold(70.0);
        rule.setCount(1000);
        rule.setStrategy(0);

        // 将规则添加到规则管理器中
        SystemRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(rule));

        // 这里可以添加业务逻辑代码
        System.out.println("系统保护规则已设置");
    }
}

规则的动态更新

Sentinel 支持规则的动态更新，这对于应对瞬息万变的业务环境来说至关重要。规则可以通过代码动态创建、更新和删除，也可以通过控制台进行配置。

动态更新示例

以下是一个动态更新流控规则的示例：

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;

public class DynamicUpdateExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建并加载初始规则
        FlowRule initialRule = new FlowRule();
        initialRule.setResource("testResource");
        initialRule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        initialRule.setCount(100);
        initialRule.setControlBehavior(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT);
        FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(initialRule));

        // 模拟业务逻辑
        try (Entry entry = SphU.entry("testResource")) {
            System.out.println("业务逻辑执行");
        } catch (BlockException e) {
            System.out.println("请求被限流");
        }

        // 动态更新规则
        FlowRule updatedRule = new FlowRule();
        updatedRule.setResource("testResource");
        updatedRule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
        updatedRule.setCount(200);
        updatedRule.setControlBehavior(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT);
        FlowRuleManager.loadRules(Collections.singletonList(updatedRule));

        // 再次尝试访问资源
        try (Entry entry = SphU.entry("testResource")) {
            System.out.println("业务逻辑执行");
        } catch (BlockException e) {
            System.out.println("请求被限流");
        }
    }
}

资源的定义与绑定

资源是Sentinel中最基本的概念，指的是需要进行流量控制、熔断降级、系统保护等操作的程序逻辑入口。资源可以通过 SphU.entry 方法进行定义和绑定。

import com.alibaba.csp.sentinel.Entry;
import com.alibaba.csp.sentinel.SphU;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;

public class ResourceDefinitionExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义一个资源并获取入口
        Entry entry = SphU.entry("testResource");
        try {
            // 模拟业务逻辑
            System.out.println("业务逻辑执行");
        } catch (BlockException e) {
            System.out.println("请求被限流");
        } finally {
            // 释放资源
            entry.exit();
        }
    }
}

5. Sentinel的监控与告警

如何查看Sentinel的监控数据

Sentinel 提供了丰富的监控数据，可以通过控制台实时查看。监控数据包括流量信息、熔断降级信息、系统保护信息等。

启动控制台

首先需要启动 Sentinel 控制台。可以通过以下命令启动控制台：

java -jar sentinel-dashboard.jar

控制台默认启动在 http://localhost:8080 端口。可以通过控制台的监控页面查看各个资源的监控数据。

查看监控数据

在控制台中，可以查看各个资源的实时监控数据，包括：

流量信息：请求量、响应时间等。
熔断降级信息：熔断次数、降级次数等。
系统保护信息：系统负载、CPU使用率等。

示例代码

以下代码示例展示了如何通过 API 获取监控数据：

import com.alibaba.csp.sentinel.cluster.ClusterClient;
import com.alibaba.csp.sentinel.cluster.ClusterConstants;

public class MonitorExample {
    public static void main(String[] args) {
        ClusterClient client = new ClusterClient();
        try {
            // 连接到集群
            client.start(ClusterConstants.CLUSTER_NAME_DEFAULT);

            // 获取监控数据
            String metrics = client.getMetricsByResource("testResource");
            System.out.println("监控数据: " + metrics);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            client.shutdown();
        }
    }
}

常见告警配置与处理

Sentinel 支持多种告警机制，可以通过邮件、短信、钉钉等方式进行告警。当监控数据达到预设的阈值时，Sentinel 会自动触发告警。

配置告警规则

告警规则可以通过控制台进行配置。在控制台中，可以为每个监控数据项设置告警阈值和告警方式。

例如，当某个资源的响应时间超过500毫秒时，可以通过邮件发送告警信息。

处理告警

当接收到告警信息时，需要根据告警信息进行相应的处理。例如，当系统负载过高时，可以通过减少请求流量来缓解系统压力。

示例代码

以下代码示例展示了如何通过 API 触发告警：

import com.alibaba.csp.sentinel.cluster.ClusterClient;
import com.alibaba.csp.sentinel.cluster.ClusterConstants;

public class AlarmExample {
    public static void main(String[] args) {
        ClusterClient client = new ClusterClient();
        try {
            // 连接到集群
            client.start(ClusterConstants.CLUSTER_NAME_DEFAULT);

            // 发送告警信息
            client.sendAlarmMsg("testResource", "响应时间过高", "http://example.com");
            System.out.println("告警信息已发送");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            client.shutdown();
        }
    }
}

6. Sentinel的后续学习方向

进一步学习Sentinel的高级功能

Sentinel 提供了大量的高级功能，包括请求聚合、系统保护、动态规则更新等。可以通过阅读官方文档、参与社区交流等方式进一步深入学习这些功能。

请求聚合

请求聚合功能是将多个请求合并成一个请求，进行统一的流量控制。这对于某些需要全局流量控制的场景非常有用。

动态规则更新

动态规则更新功能允许在运行时动态修改规则，这对于应对突发流量高峰非常有用。

系统保护

系统保护功能可以保护系统的整体健康状态，防止系统资源耗尽导致服务崩溃。

参与社区交流与贡献

Sentinel 社区是一个充满活力的社区，如果你对Sentinel感兴趣，可以通过以下方式参与社区交流和贡献：

阅读官方文档和源码，了解Sentinel的内部实现。
在GitHub上关注Sentinel项目，跟踪最新动态。
在Stack Overflow、Reddit等社区提问和分享经验。
提交Issue或Pull Request，帮助改进Sentinel。

示例代码

以下代码示例展示了如何提交Issue：

import java.io.IOException;
import java.net.URI;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Map;

import org.apache.http.HttpEntity;
import org.apache.http.client.methods.CloseableHttpResponse;
import org.apache.http.client.methods.HttpPost;
import org.apache.http.entity.StringEntity;
import org.apache.http.impl.client.CloseableHttpClient;
import org.apache.http.impl.client.HttpClients;
import org.apache.http.util.EntityUtils;

public class SubmitIssueExample {
    public static void main(String[] args) {
        CloseableHttpClient client = HttpClients.createDefault();
        HttpPost httpPost = new HttpPost(new URI("https://github.com/alibaba/Sentinel/issues/new"));

        String issueContent = "{\n" +
            " \"title\": \"Example Issue\",\n" +
            " \"body\": \"This is an example issue\\n\\n* * *\n\" +\n" +
            " \"Please provide additional details here.\"\n" +
            "}";

        HttpEntity entity = new StringEntity(issueContent, StandardCharsets.UTF_8);
        httpPost.setEntity(entity);

        try (CloseableHttpResponse response = client.execute(httpPost)) {
            System.out.println(EntityUtils.toString(response.getEntity()));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                client.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

通过以上内容，你已经对 Sentinel 有了一个全面的了解。希望这篇指南能够帮助你更好地理解和使用 Sentinel，为你的项目保驾护航。

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Sentinel初识资料：新手入门指南

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如何快速安装Sentinel

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