微服务限流Sentinel讲解(四)

本文涉及的产品
云原生网关 MSE Higress,422元/月
服务治理 MSE Sentinel/OpenSergo,Agent数量 不受限
注册配置 MSE Nacos/ZooKeeper,118元/月
简介: 微服务限流Sentinel讲解(四)

3.隔离和降级


限流是一种预防措施,虽然限流可以尽量避免因高并发而引起的服务故障,但服务还会因为其它原因而故障。

而要将这些故障控制在一定范围,避免雪崩,就要靠线程隔离(舱壁模式)和熔断降级手段了。

线程隔离之前讲到过:调用者在调用服务提供者时,给每个调用的请求分配独立线程池,出现故障时,最多消耗这个线程池内资源,避免把调用者的所有资源耗尽。

image.png

熔断降级:是在调用方这边加入断路器,统计对服务提供者的调用,如果调用的失败比例过高,则熔断该业务,不允许访问该服务的提供者了。

image.png

可以看到,不管是线程隔离还是熔断降级,都是对客户端(调用方)的保护。需要在调用方 发起远程调用时做线程隔离、或者服务熔断。

而我们的微服务远程调用都是基于Feign来完成的,因此我们需要将Feign与Sentinel整合,在Feign里面实现线程隔离和服务熔断。

3.1.FeignClient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。

3.1.1.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

3.1.2.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。

给FeignClient编写失败后的降级逻辑

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:

代码:

 import cn.feign.clients.UserClient;
 import cn.feign.pojo.User;
 import feign.hystrix.FallbackFactory;
 import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
 @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:

 import cn.feign.clients.fallback.UserClientFallbackFactory;
 import cn.feign.pojo.User;
 import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
 import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
 import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
 @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:

 image.png

3.1.3.总结


Sentinel支持的雪崩解决方案:

  • 线程隔离(仓壁模式)
  • 降级熔断

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

3.2.线程隔离(舱壁模式)


3.2.1.线程隔离的实现方式


线程隔离有两种方式实现:

  • 线程池隔离
  • 信号量隔离(Sentinel默认采用)

如图:

image.png

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:不创建线程池,而是计数器模式,记录业务使用的线程数量,达到信号量上限时,禁止新的请求。

image.png

3.2.2.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:

image.png

  • QPS:就是每秒的请求数,在快速入门中已经演示过
  • 线程数:是该资源能使用用的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)。

3.2.3.总结


线程隔离的两种手段是?

  • 信号量隔离
  • 线程池隔离

信号量隔离的特点是?

  • 基于计数器模式,简单,开销小

线程池隔离的特点是?

  • 基于线程池模式,有额外开销,但隔离控制更强

3.3.熔断降级


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:

image.png

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

3.3.1.慢调用


慢调用:业务的响应时长(RT)大于指定时长的请求认定为慢调用请求。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:

image.png

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。

3.3.2.异常比例、异常数


异常比例或异常数: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。

例如,一个异常比例设置:

image.png

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。

一个异常数设置:

image.png

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2次,则触发熔断。  

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