SpringCloud-高级篇(一)

简介: 高级篇包含微服务保护(流量控制,系统保护,熔断降级,服务授权)、分布式事务、多级缓存、Redis集群、可靠消息服务

1.微服务保护

①初识Sentinel

❶雪崩问题及解决方案

什么是雪崩问题?

微服务中,服务间调用关系错综复杂,一个微服务往往依赖于多个其它微服务。如果微服务调用链路中的某个服务故障,引起整个链路中的所有微服务都不可用,则称为雪崩。

解决雪崩问题的常见方式有四种:

  • 超时处理:设定超时时间,请求超过一定时间没有响应就返回错误信息,不会无休止等待。
  • 舱壁模式:限定每个业务能使用的线程数,避免耗尽整个tomcat的资源,因此也叫线程隔离。
  • 熔断降级:由断路器统计业务执行的异常比例,如果超出阈值则熔断该业务,拦截访问该业务的一切请求。
  • 流量控制:限制业务访问的QPS(Query Per Second:每秒处理请求数),避免服务因流量的突增而故障。

流量控制是对服务的保护,避免因瞬间高并发流量而导致服务故障,进而避免雪崩。是一种预防措施。

超时处理、线程隔离、熔断降级是在部分服务故障时,将故障控制在一定范围,避免雪崩。是一种补救措施。

换句话说:

如何避免因瞬间高并发流量而导致服务故障?流量控制

如何避免因服务故障引起的雪崩问题?超时处理、线程隔离、降级熔断

❷服务保护技术对比

在SpringCloud当中支持多种服务保护技术,早期比较流行的是Hystrix框架,但目前国内实用最广泛的还是阿里巴巴的Sentinel框架,这里我们做下对比:

Sentinel Hystrix
隔离策略 信号量隔离 线程池隔离/信号量隔离
熔断降级策略 基于慢调用比例或异常比例 基于失败比率
实时指标实现 滑动窗口 滑动窗口(基于 RxJava)
规则配置 支持多种数据源 支持多种数据源
扩展性 多个扩展点 插件的形式
基于注解的支持 支持 支持
限流 基于 QPS,支持基于调用关系的限流 有限的支持
流量整形 支持慢启动、匀速排队模式 不支持
系统自适应保护 支持 不支持
控制台 开箱即用,可配置规则、查看秒级监控、机器发现等 不完善
常见框架的适配 Servlet、Spring Cloud、Dubbo、gRPC 等 Servlet、Spring Cloud Netflix

❸Sentinel介绍和安装

1.介绍

Sentinel是阿里巴巴开源的一款微服务流量控制组件。官网地址:https://sentinelguard.io/zh-cn/index.html

Sentinel 具有以下特征:

  • 丰富的应用场景:Sentinel 承接了阿里巴巴近 10 年的双十一大促流量的核心场景,例如秒杀(即突发流量控制在系统容量可以承受的范围)、消息削峰填谷、集群流量控制、实时熔断下游不可用应用等。
  • 完备的实时监控:Sentinel 同时提供实时的监控功能。您可以在控制台中看到接入应用的单台机器秒级数据,甚至 500 台以下规模的集群的汇总运行情况。
  • 广泛的开源生态:Sentinel 提供开箱即用的与其它开源框架/库的整合模块,例如与 Spring Cloud、Dubbo、gRPC 的整合。您只需要引入相应的依赖并进行简单的配置即可快速地接入 Sentinel。
  • 完善的 SPI 扩展点:Sentinel 提供简单易用、完善的 SPI 扩展接口。您可以通过实现扩展接口来快速地定制逻辑。例如定制规则管理、适配动态数据源等。

2.安装

下载:sentinel官方提供了UI控制台,可以在GitHub下载。

运行:将jar包放到任意非中文目录,执行命令:

java -jar sentinel-dashboard-1.8.5.jar

修改配置:如果要修改Sentinel的默认端口、账户、密码,可以通过下列配置:

配置项 默认值 说明
server.port 8080 服务端口
sentinel.dashboard.auth.username sentinel 默认用户名
sentinel.dashboard.auth.password sentinel 默认密码

例如,修改端口:

java -Dserver.port=8090 -jar sentinel-dashboard-1.8.5.jar

使用:访问http://localhost:8080页面,就可以看到sentinel的控制台了

❹微服务整合Sentinel

要使用Sentinel肯定要结合微服务,这里我们使用SpringCloud实用篇中的cloud-demo工程。

1)order-service中引入sentinel依赖

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

2)配置控制台

修改application.yaml文件,添加下面内容:

server:
  port: 8088
spring:
  cloud: 
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8080

3)访问微服务的任意端点,访问后才能触发sentinel的监控。然后再访问sentinel的控制台,即可查看效果

②流量控制

❶簇点链路

当请求进入微服务时,首先会访问DispatcherServlet,然后进入Controller、Service、Mapper,这样的一个调用链就叫做簇点链路。簇点链路中被监控的每一个接口就是一个资源。

默认情况下sentinel会监控SpringMVC的每一个端点(Endpoint,也就是controller中的方法),因此SpringMVC的每一个端点(Endpoint)就是调用链路中的一个资源。

例如,我们刚才访问的order-service中的OrderController中的端点:/order/{orderId}

流控、熔断等都是针对簇点链路中的资源来设置的,因此我们可以点击对应资源后面的按钮来设置规则:

  • 流控:流量控制
  • 降级:降级熔断
  • 热点:热点参数限流,是限流的一种
  • 授权:请求的权限控制

❷快速入门

1.示例

点击资源/order/{orderId}后面的流控按钮,就可以弹出表单。表单中可以填写限流规则,如下:

其含义是限制 /order/{orderId}这个资源的单机QPS为1,即每秒只允许1次请求,超出的请求会被拦截并报错。

2.练习

需求:给 /order/{orderId}这个资源设置流控规则,QPS不能超过 5,然后测试。

1)首先在sentinel控制台添加限流规则

2)利用jmeter测试,如果没有用过jmeter,可以参考下面章节《Jmeter快速入门.md》

打开jmeter,导入编写好的Jmeter测试样例,选择流控入门,QPS<5

20个用户,2秒内运行完,QPS是10,超过了5。选中流控入门,QPS<5右键运行:可以看到成功请求每次只有5个

注意,不要点击菜单中的执行按钮来运行。

启动 结果

3.Jmeter快速入门

1.安装Jmeter

Jmeter依赖于JDK,所以必须确保当前计算机上已经安装了JDK,并且配置了环境变量。

可以Apache Jmeter官网下载,地址:http://jmeter.apache.org/download_jmeter.cgi

有两个版本可供下载:

  • Binaries:二进制版,即已经编译好、可直接执行;
  • Source:源代码版,需要自己编译;

我们下载Binaries版本,下载完成后,解压

2.启动JMeter

进入到bin目录下,通过sh jmeter命令来启动JMeter

现在,我们已经可以成功启动JMeter了,但是每次都需要打开终端、进入到JMeter的bin目录下,输入sh jmeter命令来启动,显得有点繁琐。当我们对~/.bash_profile( ~/.zshrc)这个文件熟悉后,可以直接把JMeter配置到环境变量中。

还是通过vim .bash_profile进入到vim编辑器,输入以下命令:

export JMETER_HOME=/Users/jianjian/JavaSoft/apache-jmeter-5.5
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH:.:$JMETER_HOME/bin:$PATH
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JMETER_HOME/lib/ext/ApacheJMeter_core.jar:$JMETER_HOME/lib/jorphan.jar:$JMETER_HOME/lib/logkit-2.0.jar

退出vim编辑器,输入source ~/.bash_profile。接下来重点来了,直接在终端(任意目录)输入jmeter,即可启动JMeter。

3.设置中文

默认Jmeter的语言是英文,可以在 Option->Choose Lunguag中进行修改,这种方式只能保证本次运行是中文,如果要永久中文,需要修改Jmeter的配置文件

打开jmeter文件夹,在bin目录中找到 jmeter.properties,添加下面配置:

#Preferred GUI language. Comment out to use the JVM default locale's language.
language=zh_CN
4.基本用法

在测试计划上点鼠标右键,选择添加 > 线程(用户) > 线程组:

在新增的线程组中,填写线程信息:

给线程组点鼠标右键,添加http取样器:

编写取样器内容:

添加监听器:

添加监听报告 添加监听结果树

然后点击运行:

汇总报告结果 结果树

❸流控模式

1.简介

在添加限流规则时,点击高级选项,可以选择三种流控模式:

  • 直接:统计当前资源的请求,触发阈值时对当前资源直接限流,默认的模式(快速入门案例就是直接模式)
  • 关联:统计与当前资源相关的另一个资源,触发阈值时,对当前资源限流
  • 链路:统计从指定链路访问到本资源的请求,触发阈值时,对指定链路限流

2.关联模式

关联模式:统计与当前资源相关的另一个资源触发阈值时,对当前资源限流

配置规则:当/write资源访问量触发阈值时,就会对/read资源限流,避免影响/write资源。

满足下面条件可以使用关联模式:

  • 两个有竞争关系的资源
  • 一个优先级较高,一个优先级较低

例如:用户支付时需要修改订单状态,同时用户要查询订单。查询和修改操作会争抢数据库锁,产生竞争。业务需求是优先支付和更新订单的业务,因此当修改订单业务触发阈值时,需要对查询订单业务限流。

练习:

  • 在OrderController新建两个端点:/order/query和/order/update,无需实现业务
  • 配置流控规则,当/order/update资源被访问的QPS超过5时,对/order/query请求限流

1)定义/order/query端点,模拟订单查询

@GetMapping("/query")
public String queryOrder() {
    return "查询订单成功";
}

2)定义/order/update端点,模拟订单更新

@GetMapping("/update")
public String updateOrder() {
    return "更新订单成功";
}

重启服务,即可查看sentinel控制台的簇点链路

3)配置流控规则

对哪个端点限流,就点击哪个端点后面的按钮。我们是对订单查询/order/query限流,因此点击它后面的按钮:

在表单中填写流控规则:

4)在Jmeter测试,选择流控模式-关联:

可以看到1000个用户,100秒,因此QPS为10,超过了我们设定的阈值:5

查看http请求:

请求的目标是/order/update,超过阈值就会触发限流。但限流的目标是/order/query,在浏览器访问,可以发现:

3.链路模式

链路模式:只针对从指定链路访问到本资源的请求做统计,判断是否超过阈值。

配置示例:

例如有两条请求链路:

  • /test1 –> /common
  • /test2 –> /common

如果只希望统计从/test2进入到/common的请求,则可以这样配置:

练习

需求:有查询订单和创建订单业务,两者都需要查询商品。针对从查询订单进入到查询商品的请求统计,并设置限流。

步骤:

  1. 在OrderService中添加一个queryGoods方法,不用实现业务
  2. 在OrderController中,改造/order/query端点,调用OrderService中的queryGoods方法
  3. 在OrderController中添加一个/order/save的端点,调用OrderService的queryGoods方法
  4. 给queryGoods设置限流规则,从/order/query进入queryGoods的方法限制QPS必须小于2

实现:

1)添加查询商品方法

在order-service服务中,给OrderService类添加一个queryGoods方法:

public void queryGoods(){
    System.err.println("查询商品");
}

2)查询订单时,查询商品

在order-service的OrderController中,修改/order/query端点的业务逻辑:

@GetMapping("/query")
public String queryOrder() {
    // 查询商品
    orderService.queryGoods();
    // 查询订单
    System.out.println("查询订单");
    return "查询订单成功";
}

3)新增订单,查询商品

在order-service的OrderController中,修改/order/save端点,模拟新增订单:


@GetMapping("/save")
public String saveOrder() {
    // 查询商品
    orderService.queryGoods();
    // 查询订单
    System.err.println("新增订单");
    return "新增订单成功";
}

4)给查询商品添加资源标记

默认情况下,OrderService中的方法是不被Sentinel监控的,需要我们自己通过注解来标记要监控的方法。

给OrderService的queryGoods方法添加@SentinelResource注解:

@SentinelResource("goods")
public void queryGoods(){
    System.err.println("查询商品");
}

链路模式中,是对不同来源的两个链路做监控。但是sentinel默认会给进入SpringMVC的所有请求做context整合(设置同一个root资源),会导致链路模式失效。

我们需要关闭这种对SpringMVC的资源聚合,修改order-service服务的application.yml文件:

spring:
  cloud:
    sentinel:
      web-context-unify: false # 关闭context整合

重启服务,访问/order/query和/order/save,可以查看到sentinel的簇点链路规则中,出现了新的资源:

5)添加流控规则

点击goods资源后面的流控按钮,在弹出的表单中填写下面信息:

只统计从/order/query进入/goods的资源,QPS阈值为2,超出则被限流。

6)Jmeter测试,选择流控模式-链路:

可以看到这里200个用户,50秒内发完,QPS为4,超过了我们设定的阈值2。

http请求一:/order/save http请求二:/order/query

4.总结

流控模式有哪些?

  • 直接:对当前资源限流
  • 关联:高优先级资源触发阈值,对低优先级资源限流。
  • 链路:对请求来源的限流

❹流控效果

1.简介

在流控的高级选项中,还有一个流控效果选项:

流控效果是指请求达到流控阈值时应该采取的措施,包括三种:

  • 快速失败:达到阈值后,新的请求会被立即拒绝并抛出FlowException异常,是默认的处理方式。
  • warm up:预热模式,对超出阈值的请求同样是拒绝并抛出异常。但这种模式阈值会动态变化,从一个较小值逐渐增加到最大阈值。
  • 排队等待:让所有的请求按照先后次序排队执行,两个请求的间隔不能小于指定时长

2.Warm up

阈值一般是一个微服务能承担的最大QPS,但是一个服务刚刚启动时,一切资源尚未初始化(冷启动),如果直接将QPS跑到最大值,可能导致服务瞬间宕机。

warm up也叫预热模式,是应对服务冷启动的一种方案。请求阈值初始值是 maxThreshold / coldFactor,持续指定时长后,逐渐提高到 maxThreshold 值。而 coldFactor 的默认值是3。

例如,我设置QPS的maxThreshold为10,预热时间为5秒,那么初始阈值就是 10 / 3 ,也就是3,然后在5秒后逐渐增长到10。

练习

需求:给/order/{orderId}这个资源设置限流,最大QPS为10,利用warm up效果,预热时长为5秒

1)配置流控规则:

2)Jmeter测试,选择流控效果,warm up:

刚刚启动时,大部分请求失败,成功的只有3个,说明QPS被限定在3 随着时间推移,成功比例越来越高

3.排队等待

当请求超过QPS阈值时,快速失败和warm up 会拒绝新的请求并抛出异常。而排队等待则是让所有请求进入一个队列中,然后按照阈值允许的时间间隔依次执行。后来的请求必须等待前面执行完成,如果请求的预期等待时间超出最大时长,则会被拒绝。

例如:QPS = 5,意味着每200ms处理一个队列中的请求;timeout = 2000,意味着预期等待时长超过2000ms的请求会被拒绝并抛出异常。

那什么叫做预期等待时长呢?比如现在一下子来了12 个请求,因为每200ms执行一个请求,那么:

  • 第6个请求的预期等待时长 = 200 * (6 - 1) = 1000ms
  • 第12个请求的预期等待时长 = 200 * (12-1) = 2200ms

练习

需求:给/order/{orderId}这个资源设置限流,最大QPS为10,利用排队的流控效果,超时时长设置为5s

1)添加流控规则

2)Jmeter测试,选择流控效果,队列:

如果是之前的 快速失败、warmup模式,超出的请求应该会直接报错。但是我们看看队列模式的运行结果:

全部都通过了。再去sentinel查看实时监控的QPS曲线:

QPS非常平滑,一致保持在10,超出的请求没有被拒绝,而是放入队列。因此响应时间(等待时间)会越来越长。当队列满了以后,才会有部分请求失败:

4.总结

流控效果有哪些?

  • 快速失败:QPS超过阈值时,拒绝新的请求
  • warm up: QPS超过阈值时,拒绝新的请求;QPS阈值逐渐提升,可以避免冷启动时高并发导致服务宕机。
  • 排队等待:请求会进入队列,按照阈值允许的时间间隔依次执行请求;如果请求预期等待时长大于超时时间,直接拒绝

❺热点参数限流

之前的限流是统计访问某个资源的所有请求,判断是否超过QPS阈值。

而热点参数限流是分别统计参数值相同的请求,判断是否超过QPS阈值。

1.全局参数限流

例如,一个根据id查询商品的接口:

访问/goods/{id}的请求中,id参数值会有变化,热点参数限流会根据参数值分别统计QPS,统计结果:

当id=1的请求触发阈值被限流时,id≠1的请求不受影响。

配置示例:

代表的含义是:对hot这个资源的0号参数(第一个参数)做统计,每1秒相同参数值的请求数不能超过5

2.热点参数限流

刚才的配置中,对查询商品这个接口的所有商品一视同仁,QPS都限定为5.

而在实际开发中,可能部分商品是热点商品,例如秒杀商品,我们希望这部分商品的QPS限制与其它商品不一样。那就需要配置热点参数限流的高级选项了:

结合上一个配置,这里的含义是对0号的long类型参数限流,每1秒相同参数的QPS不能超过5,有两个例外:

  • 如果参数值是100,则每1秒允许的QPS为10
  • 如果参数值是101,则每1秒允许的QPS为15

3.练习

需求:给/order/{orderId}这个资源添加热点参数限流,规则如下:

  • 默认的热点参数规则是每1秒请求量不超过2
  • 给102这个参数设置例外:每1秒请求量不超过4
  • 给103这个参数设置例外:每1秒请求量不超过10

注意事项:热点参数限流对默认的SpringMVC资源无效,需要利用@SentinelResource注解标记资源

1)标记资源

给order-service中的OrderController中的/order/{orderId}资源添加注解:

2)热点参数限流规则

访问该接口,可以看到我们标记的hot资源出现了:

这里不要点击hot后面的按钮,页面有BUG,点击左侧菜单中热点规则菜单:

点击新增,填写表单:

3)Jmeter测试,选择热点参数限流 QPS1:

image-20210716120754527

包含3个http请求:

普通参数,QPS阈值为2 结果

例外项,QPS阈值为4 结果

例外项,QPS阈值为10 结果

③隔离和降级

❶Feign整合Sentinel

SpringCloud中,微服务调用都是通过Feign来实现的,因此做客户端保护必须整合Feign和Sentinel。

Feign整合Sentinel的步骤:

  • 在application.yml中配置:feign.sentienl.enable=true
  • 给FeignClient编写FallbackFactory并注册为Bean
  • 将FallbackFactory配置到FeignClient

1)修改配置,开启sentinel功能

修改OrderService的application.yml文件,开启Feign的Sentinel功能:

feign:
  sentinel:
    enabled: true # 开启feign对sentinel的支持

2)编写失败降级逻辑

业务失败后,不能直接报错,而应该返回用户一个友好提示或者默认结果,这个就是失败降级逻辑。有两种方式:

①方式一:FallbackClass,无法对远程调用的异常做处理

②方式二:FallbackFactory,可以对远程调用的异常做处理,我们选择这种

这里我们演示方式二的失败降级处理。

步骤一:在feing-api项目中定义类,实现FallbackFactory:

package cn.itcast.feign.clients.fallback;
@Slf4j
public class UserClientFallbackFactory implements FallbackFactory<UserClient> {
    @Override
    public UserClient create(Throwable throwable) {
        return new UserClient() {
            @Override
            public User findById(Long id) {
                log.error("查询用户异常", throwable);
                return new User();
            }
        };
    }
}

步骤二:在feing-api项目中的DefaultFeignConfiguration类中将UserClientFallbackFactory注册为一个Bean:

@Bean
public UserClientFallbackFactory userClientFallbackFactory(){
    return new UserClientFallbackFactory();
}

步骤三:在feing-api项目中的UserClient接口中使用UserClientFallbackFactory:

@FeignClient(value = "userservice", fallbackFactory = UserClientFallbackFactory.class)
public interface UserClient {
    @GetMapping("/user/{id}")
    User findById(@PathVariable("id") Long id);
}

重启后,访问一次订单查询业务,然后查看sentinel控制台,可以看到新的簇点链路:

❷线程隔离(舱壁模式)

1.两种实现方式

  • 线程池隔离:给每个服务调用业务分配一个线程池,利用线程池本身实现隔离效果
  • 信号量隔离:采用计数器模式,记录业务使用线程数量,达到信号量上限时,禁止新请求(Sentinel默认采用)
两种实现方式 各组优缺点

2.sentinel的线程隔离

用法说明:

在添加限流规则时,可以选择两种阈值类型:

  • QPS:每秒的请求数,在快速入门中已经演示过
  • 线程数:该资源能使用的tomcat线程数的最大值。也就是通过限制线程数量,实现线程隔离(舱壁模式)。

实例练习:

需求:给 order-service 服务中的UserClient的查询用户接口设置流控规则,线程数不能超过 2。然后利用jemeter测试。

1)配置隔离规则,选择feign接口后面的流控按钮:

填写表单:

2)Jmeter测试,选择阈值类型-线程数<2:

一次发生10个请求,有较大概率并发线程数超过2,而超出的请求会走之前定义的失败降级逻辑。

查看运行结果:

发现虽然结果都是通过了,不过部分请求得到的响应是降级返回的null信息。

❸熔断降级

1.简介

熔断降级是解决雪崩问题的重要手段。其思路是由断路器统计服务调用的异常比例、慢请求比例,如果超出阈值则会熔断该服务。即拦截访问该服务的一切请求;而当服务恢复时,断路器会放行访问该服务的请求。

断路器控制熔断和放行是通过状态机来完成的:

状态机包括三个状态:

  • closed:关闭状态,断路器放行所有请求,并开始统计异常比例、慢请求比例。超过阈值则切换到open状态
  • open:打开状态,服务调用被熔断,访问被熔断服务的请求会被拒绝,快速失败,直接走降级逻辑。Open状态5秒后会进入half-open状态
  • half-open:半开状态,放行一次请求,根据执行结果来判断接下来的操作。
  • 请求成功:则切换到closed状态
  • 请求失败:则切换到open状态

断路器熔断策略有三种:慢调用、异常比例、异常数

2.慢调用

业务的响应时长(RT)大于指定时长的请求认定为是慢调用请求。

在指定时间内,如果请求数量超过设定的最小数量,慢调用比例大于设定的阈值,则触发熔断。

例如:

解读:RT超过500ms的调用是慢调用,统计最近10000ms内的请求,如果请求量超过10次,并且慢调用比例不低于0.5,则触发熔断,熔断时长为5秒。然后进入half-open状态,放行一次请求做测试。

实例练习

需求:给 UserClient的查询用户接口设置降级规则,慢调用的RT阈值为50ms,统计时间为1秒,最小请求数量为5,失败阈值比例为0.4,熔断时长为5

1)设置慢调用

修改user-service中的/user/{id}这个接口的业务。通过休眠模拟一个延迟时间:

orderId=101的订单,关联的是id为1的用户,调用时长为60ms orderId=102的订单,关联的是id为2的用户,调用时长为非常短

2)设置熔断规则,给feign接口设置降级规则:

3)测试

在浏览器访问:http://localhost:8088/order/101,快速刷新5次,可以发现:

触发了熔断,请求时长缩短至5ms,快速失败了,并且走降级逻辑,返回的null

在浏览器访问:http://localhost:8088/order/102,竟然也被熔断了:

3.异常比例、异常数

统计指定时间内的调用,如果调用次数超过指定请求数,并且出现异常的比例达到设定的比例阈值(或超过指定异常数),则触发熔断。

异常比例设置:

解读:统计最近1000ms内的请求,如果请求量超过10次,并且异常比例不低于0.4,则触发熔断。

异常数设置:

解读:统计最近1000ms内的请求,如果请求量超过10次,并且异常数不低于2次,则触发熔断。

实例练习

需求:给 UserClient的查询用户接口设置降级规则,统计时间为1秒,最小请求数量为5,失败阈值比例为0.4,熔断时长为5s

1)设置异常请求

首先,修改user-service中的/user/{id}这个接口的业务。手动抛出异常,以触发异常比例的熔断:

2)设置熔断规则,给feign接口设置降级规则:

在5次请求中,只要异常比例超过0.4,也就是有2次以上的异常,就会触发熔断。

3)测试

在浏览器快速访问:http://localhost:8088/order/102,快速刷新5次,触发熔断:

此时,我们去访问本来应该正常的103:

④授权规则

❶简介

授权规则可以对请求方来源做判断和控制。有白名单和黑名单两种方式。

  • 白名单:来源(origin)在白名单内的调用者允许访问
  • 黑名单:来源(origin)在黑名单内的调用者不允许访问

点击左侧菜单的授权,可以看到授权规则:

  • 资源名:就是受保护的资源,例如/order/{orderId}
  • 流控应用:是来源者的名单,
  • 如果是勾选白名单,则名单中的来源被许可访问。
  • 如果是勾选黑名单,则名单中的来源被禁止访问。

比如:我们允许请求从gateway到order-service,不允许浏览器访问order-service,那么白名单中就要填写网关的来源名称(origin)

❷如何获取origin

Sentinel是通过RequestOriginParser这个接口的parseOrigin来获取请求的来源的。

public interface RequestOriginParser {
    /**
     * 从请求request对象中获取origin,获取方式自定义
     */
    String parseOrigin(HttpServletRequest request);
}

这个方法的作用就是从request对象中,获取请求者的origin值并返回。默认情况下,sentinel不管请求者从哪里来,返回值永远是default,也就是说一切请求的来源都被认为是一样的值default。因此,我们需要自定义这个接口的实现,让不同的请求,返回不同的origin。

例如order-service服务中,我们定义一个RequestOriginParser的实现类:

package cn.itcast.order.sentinel;
@Component
public class HeaderOriginParser implements RequestOriginParser {
    @Override
    public String parseOrigin(HttpServletRequest request) {
        // 1.获取请求头
        String origin = request.getHeader("origin");
        // 2.非空判断
        if (StringUtils.isEmpty(origin)) {
            origin = "blank";
        }
        return origin;
    }
}

❸给网关添加请求头

既然获取请求origin的方式是从reques-header中获取origin值,我们必须让所有从gateway路由到微服务的请求都带上origin头。这个需要利用之前学习的一个GatewayFilter来实现,AddRequestHeaderGatewayFilter。

修改gateway服务中的application.yml,添加一个defaultFilter:

spring:
  cloud:
    gateway:
      default-filters:
        - AddRequestHeader=origin,gateway
      routes:
       # ...略

这样从gateway路由的所有请求都会带上origin头,值为gateway。而从其它地方到达微服务的请求则没有这个头。

❹配置授权规则

接下来,我们添加一个授权规则,放行origin值为gateway的请求。

跳过网关访问order-service服务 通过网关访问order-service服务

⑤自定义异常结果

默认情况下,发生限流、降级、授权拦截时,都会抛出异常到调用方。异常结果都是flow limmiting(限流)。这样不够友好,无法得知是限流还是降级还是授权拦截。

❶异常类型

如果要自定义异常时的返回结果,需要实现BlockExceptionHandler接口:

public interface BlockExceptionHandler {
    /**
     * 处理请求被限流、降级、授权拦截时抛出的异常:BlockException
     */
    void handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, BlockException e) throws Exception;
}

这个方法有三个参数:

  • HttpServletRequest request:request对象
  • HttpServletResponse response:response对象
  • BlockException e:被sentinel拦截时抛出的异常

这里的BlockException包含多个不同的子类:

异常 说明
FlowException 限流异常
ParamFlowException 热点参数限流的异常
DegradeException 降级异常
AuthorityException 授权规则异常
SystemBlockException 系统规则异常

❷异常处理

下面,我们就在order-service定义一个自定义异常处理类:

package cn.itcast.order.sentinel;
@Component
public class SentinelExceptionHandler implements BlockExceptionHandler {
    @Override
    public void handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, BlockException e) throws Exception {
        String msg = "未知异常";
        int status = 429;
        if (e instanceof FlowException) {
            msg = "请求被限流了";
        } else if (e instanceof ParamFlowException) {
            msg = "请求被热点参数限流";
        } else if (e instanceof DegradeException) {
            msg = "请求被降级了";
        } else if (e instanceof AuthorityException) {
            msg = "没有权限访问";
            status = 401;
        }
        response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
        response.setStatus(status);
        response.getWriter().println("{\"msg\": " + msg + ", \"status\": " + status + "}");
    }
}

重启测试,在不同场景下,会返回不同的异常消息。

限流: 授权拦截:

⑥规则持久化

❶简介

现在,sentinel的所有规则都是内存存储,重启后所有规则都会丢失。在生产环境下,我们必须确保这些规则的持久化,避免丢失。

规则是否能持久化,取决于规则管理模式,sentinel支持三种规则管理模式:

  • 原始模式:Sentinel的默认模式,将规则保存在内存,重启服务会丢失。
  • pull模式
  • push模式

❷pull模式

pull模式:控制台将配置的规则推送到Sentinel客户端,而客户端会将配置规则保存在本地文件或数据库中。以后会定时去本地文件或数据库中查询,更新本地规则。

❸push模式

push模式:控制台将配置规则推送到远程配置中心,例如Nacos。Sentinel客户端监听Nacos,获取配置变更的推送消息,完成本地配置更新。

需求:修改OrderService,让其监听Nacos中的sentinel规则配置。

1.引入依赖

在order-service中引入sentinel监听nacos的依赖:

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId>
</dependency>

2.配置nacos地址

在order-service中的application.yml文件配置nacos地址及监听的配置信息:

spring:
  cloud:
    sentinel:
      datasource:
        flow:
          nacos:
            server-addr: localhost:8848 # nacos地址
            dataId: orderservice-flow-rules
            groupId: SENTINEL_GROUP
            rule-type: flow # 还可以是:degrade、authority、param-flow

3.修改Sentinel-dashboard源码

SentinelDashboard默认不支持nacos的持久化,需要修改源码。

下载sentinel-dashboard源码包,用IDEA打开

1)修改nacos依赖

在sentinel-dashboard源码的pom文件中,nacos的依赖默认的scope是test,只能在测试时使用,这里要去除

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId>
</dependency>
2)添加nacos支持

在sentinel-dashboard的test包下,已经编写了对nacos的支持,我们需要将其拷贝到main下。

3)修改nacos地址

然后,还需要修改测试代码中的NacosConfig类:

修改其中的nacos地址,让其读取application.properties中的配置:

在sentinel-dashboard的application.properties中添加nacos地址配置:

nacos.addr=localhost:8848
4)配置nacos数据源

另外,还需要修改com.alibaba.csp.sentinel.dashboard.controller.v2包下的FlowControllerV2类:

让我们添加的Nacos数据源生效:

5)修改前端页面

接下来,还要修改前端页面,添加一个支持nacos的菜单。

修改src/main/webapp/resources/app/scripts/directives/sidebar/目录下的sidebar.html文件:

将其中的这部分注释打开:

修改其中的文本:

6)重新编译、打包项目

运行IDEA中的maven插件,编译和打包修改好的Sentinel-Dashboard:

7)启动

启动方式跟官方一样:

java -jar sentinel-dashboard.jar

如果要修改nacos地址,需要添加参数:

java -jar -Dnacos.addr=localhost:8848 sentinel-dashboard.jar


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