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我們在項目中添加 Spring Cloud Sentinel 依賴添加后 spring-cloud-starter-alibaba-sentinel 在 Spring-Boot 啟動的過程中回去初始化 spring.factories 中的配置信息，如：SentinelWebAutoConfiguration 、SentinelAutoConfiguration 等配置文件來初始化

再講代碼之前我先聲明一下我的版本號sentinel 1.8.0 。后續的所有內容均基于該版本進行

@ResoureSetinel 工作原理

配置流控規則我們最簡單的方式就是通過 @ResoureSetinel 的方式來管理，該注解可以直接定義流控規則、降級規則。下面是一個簡單的使用例子：

@SentinelResource(value = "ResOrderGet", 
                  fallback = "fallback", 
                  fallbackClass = SentinelResourceExceptionHandler.class, 
                  blockHandler = "blockHandler", 
                  blockHandlerClass = SentinelResourceExceptionHandler.class 
                 ) 
@GetMapping("/order/get/{id}") 
public CommonResult<StockModel> getStockDetails(@PathVariable Integer id) { 
  StockModel stockModel = new StockModel(); 
  stockModel.setCode("STOCK==>1000"); 
  stockModel.setId(id); 
  return CommonResult.success(stockModel); 
} 

如果大家熟悉 Spring 相關的組件大家都可以想到，這里多半是通過Spring Aop. 的方式來攔截 getStockDetails 方法。我們先看看SentinelAutoConfiguration 配置文件，我們可以找到 SentinelResourceAspect Bean 的定義方法。

@Bean 
@ConditionalOnMissingBean 
public SentinelResourceAspect sentinelResourceAspect() { 
   return new SentinelResourceAspect(); 
} 

讓后我們再來看看 SentinelResourceAspect 具體是怎么處理的，源碼如下：

// 定義 Pointcut 
@Pointcut("@annotation(com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource)") 
public void sentinelResourceAnnotationPointcut() { 
} 
// Around 來對被標記 @SentinelResource 注解的方法進行處理 
@Around("sentinelResourceAnnotationPointcut()") 
public Object invokeResourceWithSentinel(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable { 
  Method originMethod = resolveMethod(pjp); 
  // 獲取注解信息 
  SentinelResource annotation = originMethod.getAnnotation(SentinelResource.class); 
  // 獲取資源名稱 
  String resourceName = getResourceName(annotation.value(), originMethod); 
  EntryType entryType = annotation.entryType(); 
  int resourceType = annotation.resourceType(); 
  Entry entry = null; 
  try { 
    // 執行 entry 
    entry = SphU.entry(resourceName, resourceType, entryType, pjp.getArgs()); 
    // 執行業務方法 
    Object result = pjp.proceed(); 
    // 返回 
    return result; 
  } catch (BlockException ex) { 
    // 處理 BlockException 
    return handleBlockException(pjp, annotation, ex); 
  } catch (Throwable ex) { 
    Class<? extends Throwable>[] exceptionsToIgnore = annotation.exceptionsToIgnore(); 
    // The ignore list will be checked first. 
    if (exceptionsToIgnore.length > 0 && exceptionBelongsTo(ex, exceptionsToIgnore)) { 
      throw ex; 
    } 
    if (exceptionBelongsTo(ex, annotation.exceptionsToTrace())) { 
      traceException(ex); 
      // 處理降級 
      return handleFallback(pjp, annotation, ex); 
    } 
    // No fallback function can handle the exception, so throw it out. 
    throw ex; 
  } 
} 

我們總結一下， @SentinelResource 的執行過程， 首先是通過 Aop 進行攔截，然后通過 SphU.entry 執行對應的流控規則，最后調用業務方法。如果觸發流控規則首先處理流控異常 BlockException 然后在判斷是否有服務降級的處理，如果有就調用 fallback 方法。通過 handleBlockException 、handleFallback 進行處理。

責任鏈模式處理流控

通過上面的梳理，我們知道對于流控的過程，核心處理方法就是 SphU.entry 。在這個方法中其實主要就是初始化流控 Solt 和執行 Solt. 在這個過程中會對：簇點定義、流量控制、熔斷降級、系統白名單等頁面功能進行處理。

1. 初始化責任鏈

下面是初始化 Solt 的核心代碼在 SphU.entryWithPriority

// 刪減部分代碼 
private Entry entryWithPriority(ResourceWrapper resourceWrapper, int count, boolean prioritized, Object... args) 
  throws BlockException { 
  // 初始化責任鏈 
  ProcessorSlot<Object> chain = lookProcessChain(resourceWrapper); 
  Entry e = new CtEntry(resourceWrapper, chain, context); 
  try { 
    // 執行 entry 
    chain.entry(context, resourceWrapper, null, count, prioritized, args); 
  } catch (BlockException e1) { 
    e.exit(count, args); 
    // 異常拋出，讓 SentinelResourceAspect.invokeResourceWithSentinel 統一處理 
    throw e1; 
  } catch (Throwable e1) { 
    // This should not happen, unless there are errors existing in Sentinel internal. 
    RecordLog.info("Sentinel unexpected exception", e1); 
  } 
  return e; 
} 

通過 lookProcessChain 方法我逐步的查找，我們可以看到最終的責任鏈初始化類，默認是 DefaultSlotChainBuilder

public class DefaultSlotChainBuilder implements SlotChainBuilder { 
    @Override 
    public ProcessorSlotChain build() { 
        ProcessorSlotChain chain = new DefaultProcessorSlotChain(); 
        // Note: the instances of ProcessorSlot should be different, since they are not stateless. 
        // 通過 SPI 去加載所有的  ProcessorSlot 實現，通過 Order 排序 
        List<ProcessorSlot> sortedSlotList = SpiLoader.loadPrototypeInstanceListSorted(ProcessorSlot.class); 
        for (ProcessorSlot slot : sortedSlotList) { 
            if (!(slot instanceof AbstractLinkedProcessorSlot)) { 
                RecordLog.warn("The ProcessorSlot(" + slot.getClass().getCanonicalName() + ") is not an instance of AbstractLinkedProcessorSlot, can't be added into ProcessorSlotChain"); 
                continue; 
            } 
                      // 添加到 chain 尾部 
            chain.addLast((AbstractLinkedProcessorSlot<?>) slot); 
        } 
        return chain; 
    } 
} 

2. 責任鏈的處理過程

我們可以通過斷點的方式來查看在 sortedSlotList 集合中所有的 solt 順序如下圖所示:

我們可以通過如下的順序進行逐個的簡單的分析一下

• NodeSelectorSolt
• CusterBuilderSolt
• LogSlot
• StatisicSlot
• AuthoritySolt
• SystemSolts
• ParamFlowSolt
• FlowSolt
• DegradeSlot

對于 Sentinel 的 Slot 流控協作流程可以參考官方給出的文檔, 如下圖所示：

FlowSolt 流控

通過 NodeSelectorSolt、CusterBuilderSolt、StatisicSlot 等一系列的請求數據處理，在 FlowSolt會進入流控規則，所有的 Solt 都會執行 entry 方法, 如下所示

// FlowSolt 的 entry 方法 
@Override 
public void entry(Context context, ResourceWrapper resourceWrapper, DefaultNode node, int count, 
                  boolean prioritized, Object... args) throws Throwable { 
  // 檢查流量 
  checkFlow(resourceWrapper, context, node, count, prioritized); 
  fireEntry(context, resourceWrapper, node, count, prioritized, args); 
} 

在后續的流程中，會執進行判斷具體的流控策略，默認是快速失敗，會執行 DefaultController 方法。

// DefaultController 
@Override 
public boolean canPass(Node node, int acquireCount, boolean prioritized) { 
  // 當前資源的調用次數 
  int curCount = avgUsedTokens(node); 
  // 當前資源的調用次數 + 1 > 當前閾值 
  if (curCount + acquireCount > count) { 
    // 刪減比分代碼 
    // 不通過 
    return false; 
  } 
  // 通過 
  return true; 
} 
private int avgUsedTokens(Node node) { 
  if (node == null) { 
    return DEFAULT_AVG_USED_TOKENS; 
  } 
  return grade == RuleConstant.FLOW_GRADE_THREAD ? node.curThreadNum() : (int)(node.passQps()); 
} 

如果上面返回不通過會回到，那么會拋出 FlowException

public void checkFlow(Function<String, Collection<FlowRule>> ruleProvider, ResourceWrapper resource, 
                      Context context, DefaultNode node, int count, boolean prioritized) throws BlockException { 
  if (ruleProvider == null || resource == null) { 
    return; 
  } 
  Collection<FlowRule> rules = ruleProvider.apply(resource.getName()); 
  if (rules != null) { 
    for (FlowRule rule : rules) { 
      if (!canPassCheck(rule, context, node, count, prioritized)) { 
        // 流控規則不通過，會拋出 FlowException 
        throw new FlowException(rule.getLimitApp(), rule); 
      } 
    } 
  } 
} 

然后會在 StatisticSlot 中增加統計信息， 最后會拋出給 SentinelResourceAspect 進行處理，完成流控功能。我們再來看看這個異常信息，如果是BlockException 異常，會進入 handleBlockException 方法處理， 如果是其他的業務異常首先會判斷是否有配置 fallback 處理如果有，就調用 handleFallback 沒有就繼續往外拋，至此完成流控功能

try { 
  entry = SphU.entry(resourceName, resourceType, entryType, pjp.getArgs()); 
  Object result = pjp.proceed(); 
  return result; 
} catch (BlockException ex) { 
  return handleBlockException(pjp, annotation, ex); 
} catch (Throwable ex) { 
  Class<? extends Throwable>[] exceptionsToIgnore = annotation.exceptionsToIgnore(); 
  // The ignore list will be checked first. 
  if (exceptionsToIgnore.length > 0 && exceptionBelongsTo(ex, exceptionsToIgnore)) { 
    throw ex; 
  } 
  if (exceptionBelongsTo(ex, annotation.exceptionsToTrace())) { 
    traceException(ex); 
    return handleFallback(pjp, annotation, ex); 
  } 
  // No fallback function can handle the exception, so throw it out. 
  throw ex; 
} 

DegradeSlot 降級

斷路器的作用是當某些資源一直出現故障時，將觸發斷路器。斷路器不會繼續訪問已經發生故障的資源，而是攔截請求并返回故障信號。

Sentinel 在 DegradeSlot 這個 Slot 中實現了熔斷降級的功能，它有三個狀態 OPEN 、HALF_OPEN、CLOSED 以ResponseTimeCircuitBreaker RT 響應時間維度來分析， 斷路器工作的過程。下面是一個標準斷路器的工作流程：

在 Sentinel 實現的源碼過程如下圖所示：

Sentinel 通過 Web 攔截器

Sentinel 在默認情況下， 不使用 @ResourceSentinel 注解實現流控的時候， Sentinel 通過攔截器進行流控實現的。初始化類在 SentinelWebAutoConfiguration 它實現了 WebMvcConfigurer 接口，在 sentinelWebInterceptor 方法初始化 SentinelWebInterceptor 等 Bean。

@Bean 
@ConditionalOnProperty(name = "spring.cloud.sentinel.filter.enabled", 
                       matchIfMissing = true) 
public SentinelWebInterceptor sentinelWebInterceptor( 
  SentinelWebMvcConfig sentinelWebMvcConfig) { 
  return new SentinelWebInterceptor(sentinelWebMvcConfig); 
} 

我們在 SentinelWebInterceptor 的核心方法 preHandle 中處理，這里面我們又可以看到 SphU.entry 熟悉的過程調用流控的責任鏈。由于邏輯都類似，此處不再多說。代碼如下：

public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) 
  throws Exception { 
  try { 
    String resourceName = getResourceName(request); 
    if (StringUtil.isEmpty(resourceName)) { 
      return true; 
    } 
    if (increaseReferece(request, this.baseWebMvcConfig.getRequestRefName(), 1) != 1) { 
      return true; 
    } 
    // Parse the request origin using registered origin parser. 
    String origin = parseOrigin(request); 
    String contextName = getContextName(request); 
    ContextUtil.enter(contextName, origin); 
    Entry entry = SphU.entry(resourceName, ResourceTypeConstants.COMMON_WEB, EntryType.IN); 
    request.setAttribute(baseWebMvcConfig.getRequestAttributeName(), entry); 
    return true; 
  } catch (BlockException e) { 
    try { 
      handleBlockException(request, response, e); 
    } finally { 
      ContextUtil.exit(); 
    } 
    return false; 
  } 
} 

參考文檔

https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki

https://martinfowler.com/bliki/CircuitBreaker.html