大家好，我是哪吒。

Sentinel是阿里巴巴開源的一款輕量級流量控制、熔斷降級工具，它提供了實時的流量控制，熔斷降級等功能，能夠幫助我們實現(xiàn)服務(wù)的高可用性和穩(wěn)定性。

本文將會介紹Sentinel的作用和優(yōu)勢、快速開始、進階使用、Spring Cloud Alibaba Sentinel整合以及實踐案例，并對Sentinel的局限和不足進行分析。

一、前言

1、關(guān)于 Sentinel

Sentinel 是阿里巴巴開源的一款針對分布式系統(tǒng)的流量控制、熔斷降級的框架。在微服務(wù)架構(gòu)的系統(tǒng)中，請求流量復雜多樣，可能會因為某一個服務(wù)異常而導致整體服務(wù)不可用，這時候需要熔斷降級，而 Sentinel 就提供了這樣的解決方案。

2、Sentinel 的作用和優(yōu)勢

Sentinel 可以針對服務(wù)方法調(diào)用、HTTP 請求、Dubbo 服務(wù)等，進行實時的流量控制、熔斷降級，確保服務(wù)高可用，同時還可以提供實時的監(jiān)控和報警功能。

Sentinel 有以下一些優(yōu)勢：

1. 豐富的應(yīng)用場景和細粒度的控制： Sentinel 支持多種應(yīng)用場景，包括熔斷降級、流量控制、系統(tǒng)保護、熱點參數(shù)限流等，而且可以實現(xiàn)細粒度的控制；
2. 強大的實時監(jiān)測機制： Sentinel 提供了實時的監(jiān)測、報警機制，能夠?qū)ο到y(tǒng)運行情況進行實時檢測和通知，發(fā)現(xiàn)問題更加及時；
3. 易于擴展： Sentinel 為開發(fā)者提供了簡單易用的擴展接口，開發(fā)者可以方便的實現(xiàn)自定義的控制和監(jiān)測邏輯；
4. 易于集成： Sentinel 支持多種開發(fā)框架，包括 Spring Cloud、Dubbo、Feign 等，開發(fā)者可以很方便的將 Sentinel 集成到自己的應(yīng)用中；

3、本文目的和內(nèi)容概述

本文將為讀者介紹 Sentinel 的基礎(chǔ)和進階使用方法，包括

1. 如何配置 Sentinel 控制臺;
2. 如何編寫并測試 Sentinel 規(guī)則、如何使用自定義 Sentinel 規(guī)則擴展開發(fā)；
3. 介紹 Sentinel 和 Spring Cloud Alibaba 的整合方法，并且給出了一些 Sentinel 實踐案例供讀者參考。

本文的目的是幫助讀者快速上手使用 Sentinel，并且深入理解其基本原理和使用方法。同時，也希望能夠?qū)ψx者們的日常工作有所幫助。

二、快速開始

1、環(huán)境準備

在開始使用 Sentinel 之前，我們需要準備好以下環(huán)境：

1. JDK 1.8 或更高版本
2. Maven 3.0 或更高版本
3. Sentinel-dashboard

2、引入 Sentinel 依賴

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>

3、配置 Sentinel 控制臺

在Sentinel的官網(wǎng)下載最新的控制臺jar包，然后在控制臺目錄下執(zhí)行以下命令啟動控制臺：

java -jar sentinel-dashboard-1.8.2.jar

啟動成功后，可以通過瀏覽器訪問http://localhost:8080/#/dashboard/home查看控制臺頁面。

4、注冊應(yīng)用到 Sentinel 控制臺

在應(yīng)用啟動類上添加注解@EnableSentinel注解，然后在配置文件中配置應(yīng)用名稱和Sentinel控制臺的地址：

spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8080
      datasource:
        ds1:
          nacos:
            server-addr: localhost:8848
            dataId: sentinel
            groupId: DEFAULT_GROUP
            data-type: json

5、編寫并測試 Sentinel 規(guī)則

Sentinel提供了多種限流降級策略，本文以流控規(guī)則為例進行演示。

在需要限流的方法上添加@SentinelResource注解，然后配置流控規(guī)則：

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

public String blockHandler(BlockException e) {
    return "請求過于頻繁，請稍后重試！";
}

在控制臺的流控規(guī)則頁面添加對應(yīng)的規(guī)則，設(shè)置好閾值和統(tǒng)計窗口等參數(shù)，然后測試該接口。

三、進階使用

1、Sentinel Dashboard 使用詳解

Sentinel Dashboard是Sentinel的可視化監(jiān)控平臺，可以用于實時監(jiān)控應(yīng)用的流量、延遲、異常等指標，并對應(yīng)用進行限流降級等操作。

Sentinel客戶端首先向Sentinel Dashboard注冊。Sentinel Dashboard返回一個token給客戶端，客戶端將使用該token連接Sentinel。

應(yīng)用程序?qū)⑹褂胻oken連接Sentinel，Sentinel客戶端將返回連接成功信息。Sentinel客戶端將實時推送metrics數(shù)據(jù)到Sentinel Dashboard，Sentinel Dashboard將監(jiān)控和管理應(yīng)用程序。

2、入門級規(guī)則配置詳解（流控規(guī)則、降級規(guī)則、熱點參數(shù)限流）

Sentinel是一款開源的流量控制和降級框架，提供多種限流降級策略，包括流控規(guī)則、降級規(guī)則、熱點參數(shù)限流等。

下面將逐一介紹這些規(guī)則。

（1）流控規(guī)則

流控規(guī)則用于限制系統(tǒng)的流量，可以通過設(shè)置QPS流量控制和線程數(shù)流量控制等方式來控制系統(tǒng)的訪問速度。

在Sentinel Dashboard中，可以通過以下步驟來配置和管理流控規(guī)則：

• 設(shè)置流控模式：可以選擇直接拒絕、Warm Up、勻速排隊等模式。
• 設(shè)置閾值：可以設(shè)置QPS、線程數(shù)等閾值來限制流量。
• 設(shè)置流控策略：可以選擇按照調(diào)用關(guān)系、鏈路入口等策略來限制流量。
• 查看已有規(guī)則：可以查看已經(jīng)存在的流控規(guī)則，并進行管理和修改。

（2）降級規(guī)則

降級規(guī)則用于應(yīng)對系統(tǒng)的異常情況，可以通過設(shè)置異常比例降級、異常數(shù)降級和慢調(diào)用降級等方式來降低系統(tǒng)的負載。

在Sentinel Dashboard中，可以通過以下步驟來配置和管理降級規(guī)則：

• 設(shè)置降級模式：可以選擇異常比例、異常數(shù)和慢調(diào)用三種模式。
• 設(shè)置閾值：可以設(shè)置異常比例、異常數(shù)和慢調(diào)用時間等閾值來觸發(fā)降級。
• 設(shè)置降級策略：可以選擇返回特定的錯誤信息、調(diào)用備用服務(wù)等策略來處理降級情況。
• 查看已有規(guī)則：可以查看已經(jīng)存在的降級規(guī)則，并進行管理和修改。

（3）熱點參數(shù)限流

熱點參數(shù)限流用于對熱點參數(shù)進行限流，可以有效避免某些參數(shù)被過多地請求。在Sentinel Dashboard中，可以通過以下步驟來配置和管理熱點參數(shù)限流規(guī)則：

• 設(shè)置參數(shù)：可以選擇需要進行限流的參數(shù)。
• 設(shè)置閾值：可以設(shè)置QPS、線程數(shù)等閾值來限制熱點參數(shù)的訪問速度。
• 設(shè)置限流策略：可以選擇直接拒絕、勻速排隊等策略來處理熱點參數(shù)限流。
• 查看已有規(guī)則：可以查看已經(jīng)存在的熱點參數(shù)限流規(guī)則，并進行管理和修改。

在使用這些規(guī)則時，需要注意參數(shù)設(shè)置和閾值設(shè)置等細節(jié)，以避免規(guī)則的誤判或限流不準確等問題。

通過Sentinel Dashboard的可視化界面，可以方便地進行規(guī)則的配置和管理，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

3、資源名與 URL 匹配規(guī)則

Sentinel的資源名和URL匹配規(guī)則是限流降級策略的重要組成部分，可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求定義合適的匹配規(guī)則。

• 資源名：可以是一個具體的業(yè)務(wù)方法、一個接口URL或者一個Dubbo服務(wù)等。
• URL 匹配規(guī)則：支持Ant匹配和正則匹配兩種方式，可以根據(jù)具體需求進行選擇。
• Dubbo服務(wù)：Sentinel支持對Dubbo服務(wù)進行限流降級操作，需要在Dubbo配置文件中添加Sentinel的攔截器配置。
• 在定義資源名和URL匹配規(guī)則時，需要注意合理性和精確性，以避免出現(xiàn)誤判或限流不準確等問題。

上圖展示了應(yīng)用程序代碼中定義資源名和 URL 匹配規(guī)則時的交互過程。

應(yīng)用程序通過 Sentinel 客戶端向 Sentinel 發(fā)送配置請求，Sentinel 返回配置結(jié)果。應(yīng)用程序根據(jù)配置結(jié)果使用 Sentinel 進行限流降級。

在這個過程中，應(yīng)用程序需要注意合理性和精確性，以避免出現(xiàn)誤判或限流不準確等問題。

4、自定義 Sentinel 規(guī)則擴展開發(fā)

上圖是自定義規(guī)則擴展的關(guān)系圖示。

自定義規(guī)則擴展包括數(shù)據(jù)源擴展、限流降級規(guī)則擴展、規(guī)則統(tǒng)計擴展等，可以使用多種語言進行開發(fā)。

在進行規(guī)則擴展時，需要注意代碼質(zhì)量和性能，以保證擴展的準確性和有效性。

以下是一個自定義規(guī)則類型的示例：

public class CustomFlowRule implements FlowRule {
    
    private String resourceName;
    private int count;
    private int interval;
    
    public CustomFlowRule(String resourceName, int count, int interval) {
        this.resourceName = resourceName;
        this.count = count;
        this.interval = interval;
    }

    @Override
    public String getResource() {
        return resourceName;
    }

    @Override
    public int getCount() {
        return count;
    }

    @Override
    public void setCount(int count) {
        this.count = count;
    }

    @Override
    public int getInterval() {
        return interval;
    }

    @Override
    public void setInterval(int interval) {
        this.interval = interval;
    }
}

在這個示例中，我們自定義了一個 CustomFlowRule 類型，它包含了 resourceName、count 和 interval 三個屬性。同時，我們實現(xiàn)了 FlowRule 接口，并實現(xiàn)了其中的各個方法，以滿足 Sentinel 對規(guī)則類型的要求。

使用這個自定義規(guī)則類型時，我們需要在代碼中添加相關(guān)的配置，例如：

List<CustomFlowRule> rules = new ArrayList<>();
CustomFlowRule rule = new CustomFlowRule("custom_resource", 10, 1);
rules.add(rule);
FlowRuleManager.loadRules(rules);

在這個示例中，我們通過 CustomFlowRule 類型創(chuàng)建了一個規(guī)則，它的資源名稱為 custom_resource，限流閾值為 10，時間間隔為 1 秒。然后我們將這個規(guī)則添加到 Sentinel 的規(guī)則管理器中，從而讓 Sentinel 能夠自動識別和使用這個規(guī)則。

四、Spring Cloud Alibaba Sentinel 整合

1、Sentinel Starter 簡介

Sentinel Starter是Spring Cloud Alibaba Sentinel的快速入門依賴，提供了自動化配置和默認規(guī)則等能力，可以簡化Sentinel在Spring Cloud中的使用。

在使用Sentinel Starter時，只需要添加依賴并在配置文件中配置相應(yīng)的參數(shù)，即可快速實現(xiàn)Sentinel的限流降級功能。

2、使用 Sentinel Starter 整合 Spring Cloud 微服務(wù)

（1）在Spring Boot項目中添加以下依賴：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>

（2）在application.yml配置文件中添加以下配置：

spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8080 # Sentinel控制臺地址
        port: 8719
      datasource:
        ds1:
          nacos:
            server-addr: localhost:8848 # Nacos配置中心地址
            dataId: ${spring.application.name}-sentinel # Sentinel配置數(shù)據(jù)ID
            groupId: DEFAULT_GROUP
            data-type: json
            rule-type: flow,degrade # Sentinel規(guī)則類型

（3）在代碼中添加注解 @EnableSentinel ，開啟 Sentinel 功能。

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
@EnableFeignClients
@EnableCircuitBreaker
@EnableSentinel // 開啟 Sentinel 功能
public class ProductServiceApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ProductServiceApplication.class, args);
    }
}

（4）使用注解 @SentinelResource 對需要進行限流和降級的接口進行配置。

@RestController
public class ProductController {

    @Autowired
    private ProductService productService;

    @GetMapping("/products/{id}")
    @SentinelResource(value = "products/{id}", blockHandlerClass = ProductControllerBlockHandler.class, blockHandler = "handleBlock")
    public Product getProduct(@PathVariable Long id) {
        return productService.getProduct(id);
    }
}

其中，@SentinelResource 注解中的 value 參數(shù)為資源名稱，blockHandlerClass 和 blockHandler 分別指定了限流或降級時的處理類和方法。

3、限流和降級策略在微服務(wù)中的應(yīng)用場景

在上圖中，我們可以看到當服務(wù)請求量過大時，API Gateway 可以對服務(wù)進行限流，避免服務(wù)過載。同時，當某個服務(wù)出現(xiàn)故障或負載過高時，可以對該服務(wù)進行降級，避免影響其他服務(wù)的正常運行。

4、示例代碼

（1）添加 @SentinelResource 注解

@RestController
public class OrderController {

    @PostMapping("/createOrder")
    @SentinelResource(value = "createOrder", blockHandlerClass = OrderBlockHandler.class, blockHandler = "handleBlock")
    public Result createOrder(@RequestBody OrderRequest orderRequest) {
        // ...
    }
}

（2）添加 @Idempotent 注解

@RestController
public class OrderController {

    @PostMapping("/createOrder")
    @SentinelResource(value = "createOrder", blockHandlerClass = OrderBlockHandler.class, blockHandler = "handleBlock")
    @Idempotent(key = "#orderRequest.userId + ':' + #orderRequest.productId")
    public Result createOrder(@RequestBody OrderRequest orderRequest) {
        // ...
    }
}

（3）實現(xiàn)冪等性校驗邏輯

@Component
public class OrderService {
    
    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

    public boolean checkIdempotency(String key) {
        Boolean result = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1");
        if (result != null && result) {
            redisTemplate.expire(key, 60, TimeUnit.SECONDS);
            return true;
        }
        return false;
    }
}

五、基于 Sentinel 的分布式鎖實現(xiàn)

1、場景描述

假設(shè)我們有一個高并發(fā)的秒殺系統(tǒng)，我們需要實現(xiàn)分布式鎖來控制同一時間只能有一個用戶參與秒殺活動。為了防止死鎖和死節(jié)點，我們使用 Sentinel 的分布式鎖實現(xiàn)來保證系統(tǒng)的可用性和穩(wěn)定性。

2、實現(xiàn)步驟

（1）添加 Sentinel 的依賴到項目中：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>

（2）在配置文件中添加 Sentinel 的配置：

spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8080
        port: 8719

（3）在代碼中使用 Sentinel 的分布式鎖實現(xiàn)：

@RestController
public class SeckillController {

    @Autowired
    private DistributedLock distributedLock;

    @GetMapping("/seckill")
    public String seckill(@RequestParam("userId") Long userId,
                          @RequestParam("itemId") Long itemId) {
        // 獲取鎖
        String lockKey = "seckill:" + itemId;
        boolean locked = distributedLock.tryLock(lockKey);
        if (!locked) {
            return "Failed to get lock";
        }
        try {
            // 執(zhí)行秒殺邏輯
            return "Success";
        } finally {
            // 釋放鎖
            distributedLock.unlock(lockKey);
        }
    }
}

在 Sentinel 控制臺中創(chuàng)建流控規(guī)則，限制流量：

• 在 Dashboard 中創(chuàng)建應(yīng)用。
• 在 Flow 中創(chuàng)建規(guī)則，設(shè)置限制流量的策略，例如：QPS 為 1000。

示例代碼：

@Component
public class DistributedLock {

    private static final String LOCK_PREFIX = "distributed-lock:";

    @Autowired
    private CuratorFramework curatorFramework;

    public boolean tryLock(String key) {
        String lockPath = LOCK_PREFIX + key;
        InterProcessMutex lock = new InterProcessMutex(curatorFramework, lockPath);
        try {
            return lock.acquire(1, TimeUnit.SECONDS);
        } catch (Exception ex) {
            throw new RuntimeException("Failed to acquire lock", ex);
        }
    }

    public void unlock(String key) {
        String lockPath = LOCK_PREFIX + key;
        InterProcessMutex lock = new InterProcessMutex(curatorFramework, lockPath);
        try {
            lock.release();
        } catch (Exception ex) {
            throw new RuntimeException("Failed to release lock", ex);
        }
    }
}

六、基于 Sentinel 的 A/B 測試實現(xiàn)

1、場景描述

假設(shè)我們有一個電商網(wǎng)站，想要測試一個新的促銷活動頁面對用戶購買行為的影響。我們希望將用戶隨機分為兩個組，其中一個組將看到新的促銷頁面，另一個組將看到舊的促銷頁面。我們希望通過分析兩組用戶的購買轉(zhuǎn)化率來確定新頁面是否對提高購買轉(zhuǎn)化率有幫助。

2、實現(xiàn)步驟

1. 根據(jù)用戶的請求特征將請求分組，例如使用 @SentinelResource 的 blockHandlerClass 和 blockHandler 指定請求被限流或降級時的處理類和方法，處理類中可以根據(jù)請求的特征將請求分組。
2. 在新的促銷頁面和舊的促銷頁面中分別添加上報代碼，將用戶的購買行為和分組信息上報到 Sentinel。
3. 在 Sentinel 控制臺中創(chuàng)建一個流控規(guī)則，將兩個組的流量分別限制在一定的范圍內(nèi)，確保兩組之間的請求量基本相等。
4. 分析兩組用戶的購買轉(zhuǎn)化率，確定新頁面是否對提高購買轉(zhuǎn)化率有幫助。

3、示例代碼

（1）根據(jù)請求特征將請求分組

@RestController
public class PromotionController {
    
    @GetMapping("/promotion")
    @SentinelResource(value = "promotion", blockHandlerClass = PromotionBlockHandler.class, blockHandler = "handle")
    public String promotion(@RequestParam("userId") Long userId) {
        // 根據(jù)用戶 id 判斷用戶應(yīng)該分到哪個組
        int groupId = userId % 2;
        return "Group " + groupId;
    }
}

@Component
public class PromotionBlockHandler {
    
    public String handle(Long userId, BlockException ex) {
        // 處理限流或降級情況下的邏輯
        int groupId = userId % 2;
        return "Blocked Group " + groupId;
    }
}

（2）將用戶的購買行為和分組信息上報到 Sentinel

@RestController
public class PromotionController {
    
    @GetMapping("/promotion")
    @SentinelResource(value = "promotion", blockHandlerClass = PromotionBlockHandler.class, blockHandler = "handle")
    public String promotion(@RequestParam("userId") Long userId, @RequestParam("itemId") Long itemId) {
        // 根據(jù)用戶 id 判斷用戶應(yīng)該分到哪個組
        int groupId = userId % 2;
        
        // 上報用戶購買行為和分組信息
        String resourceName = "promotion_" + itemId;
        Entry entry = null;
        try {
            entry = SphU.entry(resourceName);
            Tracer.traceEntry("group_id=" + groupId);
            // 執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯
            return "Success";
        } catch (BlockException ex) {
            // 處理限流或降級情況下的邏輯
            return "Blocked Group " + groupId;
        } finally {
            if (entry != null) {
                entry.exit();
            }
        }
    }
}

（3）在 Sentinel 控制臺中創(chuàng)建流控規(guī)則

在 Sentinel 控制臺中創(chuàng)建兩個流控規(guī)則，將兩個組的流量分別限制在一定的范圍內(nèi)，可以通過配置在限流規(guī)則中添加特定的參數(shù)，如 group_id=0 和 group_id=1，來將不同組的請求進行區(qū)分。

示例代碼：

1. 在 Sentinel 控制臺中創(chuàng)建流控規(guī)則。
2. 打開 Sentinel 控制臺，進入流控規(guī)則頁面。
3. 點擊 “新建” 按鈕，填寫如下信息：

規(guī)則名稱：promotion_flow_control；

資源名：promotion_*；

限流閾值：100；

流控模式：QPS；

應(yīng)用名稱：default；

參數(shù)：group_id=0；

點擊 "提交" 按鈕，創(chuàng)建一個限制組 0 的流控規(guī)則；

點擊 "新建" 按鈕，填寫如下信息：

規(guī)則名稱：promotion_flow_control；

資源名：promotion_*；

限流閾值：100；

流控模式：QPS；

應(yīng)用名稱：default；

參數(shù)：group_id=1；

點擊 “提交” 按鈕，創(chuàng)建一個限制組 1 的流控規(guī)則；

注意事項：

在使用 Sentinel 進行 A/B 測試時，需要注意以下幾個方面：

1. 將請求進行隨機分組，確保兩個組之間的請求量基本相等。
2. 在 Sentinel 控制臺中創(chuàng)建流控規(guī)則，限制每個組的流量，確保流量控制的精度和正確性。
3. 在上報數(shù)據(jù)時，需要將用戶的分組信息和購買行為一并上報，以便后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。
4. 在分析數(shù)據(jù)時，需要根據(jù)不同組的數(shù)據(jù)進行對比，確保分析結(jié)果的準確性。

七、總結(jié)

1、Sentinel 的局限和不足

Sentinel雖然具有很多優(yōu)點和優(yōu)勢，但也存在一些局限和不足。

例如，Sentinel對業(yè)務(wù)代碼的侵入性較大，需要在代碼中添加相關(guān)的注解或者攔截器等；同時，Sentinel的配置較為復雜，需要進行多種規(guī)則的配置和參數(shù)的調(diào)整等。

此外，Sentinel還存在一些性能問題和安全問題，需要注意規(guī)避和解決。

2、Sentinel 的發(fā)展前景

盡管Sentinel存在一些不足和局限，但隨著微服務(wù)和云原生技術(shù)的普及和發(fā)展，Sentinel在限流降級等方面的需求和重要性將會越來越大。

同時，Sentinel也在不斷地進行優(yōu)化和改進，例如在性能和安全方面進行了多項優(yōu)化和加強，同時還提供了更加方便和高效的規(guī)則擴展開發(fā)能力，可以滿足不同業(yè)務(wù)場景的需求。

因此，Sentinel在未來的發(fā)展中將會發(fā)揮越來越重要的作用，成為云原生技術(shù)生態(tài)圈中的一顆明珠。

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號「哪吒編程」，可以通過以下二維碼關(guān)注。轉(zhuǎn)載本文請聯(lián)系哪吒編程公眾號。