一文搞懂基于 Sentinel Dashboard 进行接口限流

简介: Hello folks,今天我们介绍一下由 Spring Cloud Alibaba 推出的开源项目 Sentinel。Sentinel 是一款面向分布式、多语言异构化服务架构的流量治理组件,主要以流量为切入点,从流量控制、流量路由、熔断降级、系统自适应保护等多个维度来帮助用户保障微服务的稳定性。

     Hello folks,今天我们介绍一下由 Spring Cloud Alibaba 推出的开源项目 Sentinel。Sentinel 是一款面向分布式、多语言异构化服务架构的流量治理组件,主要以流量为切入点,从流量控制、流量路由、熔断降级、系统自适应保护等多个维度来帮助用户保障微服务的稳定性。

    Sentinel 的使用可以基于如下两个部分:

  • 核心库(Java 客户端):不依赖任何框架/库,能够运行于 Java 8 及以上的版本的运行时环境,同时对 Dubbo / Spring Cloud 等框架也有较好的支持(见 主流框架适配)。
  • 控制台(Dashboard):Dashboard 主要负责管理推送规则、监控、管理机器信息等。

    在进行 Sentinel 实践之前,我们先来了解一下其所涉及的基础理论知识。主要涉及基本概念、原理等。

Sentinel 基本概念

    关于 Sentinel,我们先来了解以下概念:

    1、资源

    资源是 Sentinel 的一项关键因素。其可以是 Java 应用程序中的任何内容,例如,由应用程序提供的服务,或由应用程序调用的其它应用提供的服务,甚至可以是一段代码。在接下来的文档中,我们都会用资源来描述代码块。

    只要通过 Sentinel API 定义的代码,就是资源,能够被 Sentinel 保护起来。通常情况下,我们可以使用方法签名,URL,甚至服务名称作为资源名来标识资源。

2、规则

    围绕资源的实时状态设定的规则,可以包括流量控制规则、熔断降级规则以及系统保护规则。所有规则可以动态实时调整。

Sentinel 基本原理

    在 Sentinel 体系里面,所有的资源都对应一个资源名称以及一个 Entry。Entry 可以通过对主流框架的适配自动创建,也可以通过注解的方式或调用 API 显式创建;每一个 Entry 创建的时候,同时也会创建一系列功能插槽(slot chain)。这些插槽有不同的职责,例如:

    1、NodeSelectorSlot 负责收集资源的路径,并将这些资源的调用路径,以树状结构存储起来,用于根据调用路径来限流降级;

    2、ClusterBuilderSlot 则用于存储资源的统计信息以及调用者信息,例如该资源的 RT、QPS 以及 Thread Count 等等,这些信息将用作为多维度限流,降级的依据;

    3、StatisticSlot 则用于记录、统计不同纬度的 Runtime 指标监控信息;

    4、FlowSlot 则用于根据预设的限流规则以及前面 Slot 统计的状态,来进行流量控制;

    5、AuthoritySlot 则根据配置的黑白名单和调用来源信息,来做黑白名单控制;

    6、DegradeSlot 则通过统计信息以及预设的规则,来做熔断降级;

    7、SystemSlot 则通过系统的状态,例如 Load 等,来控制总的入口流量。

    Sentinel 总体框架如下所示:

    基于上述系统框架所示,Sentinel 的主要工作机制可以概括如下:

    1、对主流框架提供适配或者显示的 API,来定义需要保护的资源,并提供设施对资源进行实时统计和调用链路分析。

    2、根据预设的规则,结合对资源的实时统计信息,对流量进行控制。同时,Sentinel 提供开放的接口,方便您定义及改变规则。

    3、Sentinel 提供实时的监控系统,方便快速了解目前系统的状态。

    介绍完 Sentinel 相关的理论知识后,接下来,我们进入本文的主题。

Sentinel-Dashboard 安装

    在 https://github.com/alibaba/Sentinel/releases 页面下载最新的版本包,然后通过命令行启动,具体如下所示:


[leonli@Leon usr ] % nohup java -jar sentinel-dashboard-1.8.6.jar > sentinel.log &
[1] 2096


    此时,浏览器中输入:http://localhost:8080/#/login ,页面显示如下:

    默认情况下,sentinel-dashboard 以 8080 端口启动运行,当然可以进行配置其他端口。此处的登陆凭证信息,我们可以在 sentinel-dashboard 包中的配置文件中获取到。

    此时,我们输入账户密码(sentinel/sentinel)登录后,可以看到如下页面:


编写 DemoApplication 程序

    1、POM.XML 文件配置

    在 Spring Cloud 应用的 pom.xml 中引入Spring Cloud Alibaba 的 Sentinel 模块,具体如下所示:


<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.didispace</groupId>
    <artifactId>alibaba-sentinel-rate-limiting</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <packaging>jar</packaging>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.0.5.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.2</version>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>Finchley.SR1</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
                <version>0.2.2.RELEASE</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>


    2、Resource 定义

    在 Spring Cloud 应用中通过 spring.cloud.sentinel.transport.dashboard 参数配置 sentinel dashboard 的访问地址。通常在 application.properties 或 yml 文件中定义,具体如下所示:


spring.application.name=alibaba-sentinel-rate-limiting
server.port=8001
# sentinel dashboard
spring.cloud.sentinel.transport.dashboard=localhost:8080


    3、编写 Demo 代码

    创建应用主类,并提供一个 Rest 接口,具体如下所示:


package com.leon.alibaba.sentinel;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@SpringBootApplication
public class DemoApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
    }
    @Slf4j
    @RestController
    static class DemoController {
        @GetMapping("/devops")
        public String devops() {
            return "Starting DemoApplication on leon.com.cn";
        }
    }
}

    完成后,启动程序,如下所示:

      此时,通过后台进行 Curl 命令操作,有结果返回。具体如下所示:


[leonli@Leon usr ] % curl -i http://localhost:8001/devops/
HTTP/1.1 200 
Content-Type: text/plain;charset=UTF-8
Content-Length: 39
Date: Wed, 16 Nov 2022 14:40:16 GMT
Starting DemoApplication on leon.com.cn  

    再次进入 Sentinel-Dashboard 页面,可以看到如下:



Sentinel 限流实践

    接下来,点击左侧的“簇点链路”菜单栏目,基于所调用的 /devops 接口进行“流控”操作,以配置自定义的限流规则,具体如下所示:

    点击“流控”操作后,弹出新增流控规则窗口,如下:

    点击“新增”按钮后,进入流控规则页面,这里我们基于 QPS 指标,每秒最多允许“ 5 个请求进入”此限流规则进行策略定义。所设置的限流规则将会显示在列表中,此列表显示所有规则,并可以对其进行更新操作。

    接下来,我们来验证一下这个限流规则,我们可以尝试一下借用 Curl 命令行快速的调用此接口,以确认其是否会触发限流控制,具体如下所示:


[leonli@Leon ~ ] % curl http://192.168.0.102:8001/devops
Starting DemoApplication on leon.com.cn  
[leonli@Leon ~ ] % curl http://192.168.0.102:8001/devops
Starting DemoApplication on leon.com.cn 
[leonli@Leon ~ ] % curl http://192.168.0.102:8001/devops
Starting DemoApplication on leon.com.cn                                                                                                                                  
[leonli@Leon ~ ] % curl http://192.168.0.102:8001/devops
Starting DemoApplication on leon.com.cn                                                                                                                                   
[leonli@Leon ~ ] % curl http://192.168.0.102:8001/devops
Blocked by Sentinel (flow limiting) 


    基于上述的测试结果:我们发现,快速的进行五次 “/deveops” 调用接口之后,第六次调用时被 Sentinel 阻塞了,即进行流量管控。


    如上为 Sentinel 及 Dashboard 的 限流实践解析,希望对大家有用。关于 Sentinel更多需要了解的信息,欢迎大家交流、关注!

     Adiós !

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