微服务保护Sentinel（二）-- 热点参数限流、隔离降级

1.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。

 

代表的含义是：

对hot这个资源的 0（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次。

在热点参数限流的高级选项中，可以对部分参数设置例外配置：

注意:

热点参数限流对默认的SpringMVC资源无效,需要使用@SentinelResource() 注解，以及修改配置文件

给/order/getId/{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215这个参数设置每1秒请求量不超过4

给216这个参数设置每1秒请求量不超过10

2.隔离与降级

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。 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。

2.1.FeignClient整合   

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。

1.修改OrderService的application文件，开启Feign的Sentinel功能

# 开启openfeign和sentinel整合
feign.sentinel.enabled=true

2.给FeignClient编写失败后的降级逻辑

方式一：FallbackClass，无法对远程调用的异常做处理

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

3.定义类，实现FallbackFactory：

@Slf4j
@Component
public class ProductFeignFactory implements FallbackFactory {
    @Override
    public ProductFeign create(Throwable throwable) {
        ProductFeign productFeign = new ProductFeign() {
            //兜底方案
            @Override
            public Product getById(Integer pid) {
                log.error("远程调用出现问题,执行了兜底方法");
                Product product = new Product();
                product.setPname("异常:"+throwable.getMessage());
                return product;
            }
        };
 
        return productFeign;
    }
}

4. 为被容器的接口指定容错类 

 

2.2.Sentinel 线程隔离（舱壁模式）

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）

信号量隔离：轻量级，无额外开销。但不支持主动超时，不支持异步调用。适用于高频调用，高扇出。

线程池隔离：支持主动超时，支持异步调用。但现成的额外开销比较大。适用于低扇出。

在添加限流规则时，可以选择两种阈值类型：

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，实现舱壁模式。 

需求：设置流控规则，线程数不能超过 2。然后利用jemeter测试。

 

2.3.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。

断路器熔断策略有三种：慢调用、异常比例、异常数  

1.熔断策略-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：

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。

需求：设置降级规则，慢调用的RT阈值为100ms，统计时间为10秒，最小请求数量为5，失败阈值比例为0.5，熔断时长为30s

 

提示：为了触发慢调用规则，需要修改业务，增加业务耗时： 

2.熔断策略-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： 

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0.5，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。 

需求：设置降级规则，统计时间为10秒，最小请求数量为5，失败阈值比例为0.5，熔断时长为30s

提示：为了触发异常统计，需要修改业务，引发异常，进入兜底方法

熔断 

 容错类中拿到具体的错误，需要自定义异常类

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

而BlockException包含很多个子类，分别对应不同的场景：

自定义异常结果 

package com.zsy.order.hander;
 
import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.spring.webmvc.callback.BlockExceptionHandler;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.authority.AuthorityException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.param.ParamFlowException;
import org.springframework.stereotype.Component;
 
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
 
@Component
public class SentinelBlockHandler implements BlockExceptionHandler {
    @Override
    public void handle(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, 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 DegradeException) {
            msg = "请求被降级了！";
        } else if (e instanceof ParamFlowException) {
            msg = "热点参数限流！";
        } else if (e instanceof AuthorityException) {
            msg = "请求没有权限！";
            status = 401;
        }
        httpServletResponse.setContentType("application/json;charset=utf-8");
        httpServletResponse.setStatus(status);
        httpServletResponse.getWriter().println("{\"message\": \"" + msg + "\", \"status\": " + status + "}");
        }
    }

3.Sentinel规则持久化

Sentinel的控制台规则管理有三种模式

原始模式：控制台配置的规则直接推送到Sentinel客户端，也就是我们的应用。然后保存在内存中，服务重启则丢失

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。 

1 编写处理类

package com.zsy.order.config;
 
import com.alibaba.csp.sentinel.command.handler.ModifyParamFlowRulesCommandHandler;
import com.alibaba.csp.sentinel.datasource.*;
import com.alibaba.csp.sentinel.init.InitFunc;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.authority.AuthorityRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.authority.AuthorityRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.param.ParamFlowRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.param.ParamFlowRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.transport.util.WritableDataSourceRegistry;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.TypeReference;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
 
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.List;
 
public class FilePersistence implements InitFunc {
 
    @Value("${spring.application.name}")
    private String appcationName;
 
    @Override
    public void init() throws Exception {
        String ruleDir = "./sentinel-rules/" + appcationName;
        String flowRulePath = ruleDir + "/flow-rule.json";
        String degradeRulePath = ruleDir + "/degrade-rule.json";
        String systemRulePath = ruleDir + "/system-rule.json";
        String authorityRulePath = ruleDir + "/authority-rule.json";
        String paramFlowRulePath = ruleDir + "/param-flow-rule.json";
 
        this.mkdirIfNotExits(ruleDir);
        this.createFileIfNotExits(flowRulePath);
        this.createFileIfNotExits(degradeRulePath);
        this.createFileIfNotExits(systemRulePath);
        this.createFileIfNotExits(authorityRulePath);
        this.createFileIfNotExits(paramFlowRulePath);
 
        // 流控规则
        ReadableDataSource> flowRuleRDS = new FileRefreshableDataSource<>(
                flowRulePath,
                flowRuleListParser
        );
        FlowRuleManager.register2Property(flowRuleRDS.getProperty());
        WritableDataSource> flowRuleWDS = new FileWritableDataSource<>(
                flowRulePath,
                this::encodeJson
        );
        WritableDataSourceRegistry.registerFlowDataSource(flowRuleWDS);
 
        // 降级规则
        ReadableDataSource> degradeRuleRDS = new FileRefreshableDataSource<>(
                degradeRulePath,
                degradeRuleListParser
        );
        DegradeRuleManager.register2Property(degradeRuleRDS.getProperty());
        WritableDataSource> degradeRuleWDS = new FileWritableDataSource<>(
                degradeRulePath,
                this::encodeJson
        );
        WritableDataSourceRegistry.registerDegradeDataSource(degradeRuleWDS);
 
        // 系统规则
        ReadableDataSource> systemRuleRDS = new FileRefreshableDataSource<>(
                systemRulePath,
                systemRuleListParser
        );
        SystemRuleManager.register2Property(systemRuleRDS.getProperty());
        WritableDataSource> systemRuleWDS = new FileWritableDataSource<>(
                systemRulePath,
                this::encodeJson
        );
        WritableDataSourceRegistry.registerSystemDataSource(systemRuleWDS);
 
        // 授权规则
        ReadableDataSource> authorityRuleRDS = new FileRefreshableDataSource<>(
                authorityRulePath,
                authorityRuleListParser
        );
        AuthorityRuleManager.register2Property(authorityRuleRDS.getProperty());
        WritableDataSource> authorityRuleWDS = new FileWritableDataSource<>(
                authorityRulePath,
                this::encodeJson
        );
        WritableDataSourceRegistry.registerAuthorityDataSource(authorityRuleWDS);
 
        // 热点参数规则
        ReadableDataSource> paramFlowRuleRDS = new FileRefreshableDataSource<>(
                paramFlowRulePath,
                paramFlowRuleListParser
        );
        ParamFlowRuleManager.register2Property(paramFlowRuleRDS.getProperty());
        WritableDataSource> paramFlowRuleWDS = new FileWritableDataSource<>(
                paramFlowRulePath,
                this::encodeJson
        );
        ModifyParamFlowRulesCommandHandler.setWritableDataSource(paramFlowRuleWDS);
    }
 
    private Converter> flowRuleListParser = source -> JSON.parseObject(
            source,
            new TypeReference>() {
            }
    );
    private Converter> degradeRuleListParser = source -> JSON.parseObject(
            source,
            new TypeReference>() {
            }
    );
    private Converter> systemRuleListParser = source -> JSON.parseObject(
            source,
            new TypeReference>() {
            }
    );
 
    private Converter> authorityRuleListParser = source -> JSON.parseObject(
            source,
            new TypeReference>() {
            }
    );
 
    private Converter> paramFlowRuleListParser = source -> JSON.parseObject(
            source,
            new TypeReference>() {
            }
    );
 
    private void mkdirIfNotExits(String filePath) throws IOException {
        File file = new File(filePath);
        if (!file.exists()) {
            file.mkdirs();
        }
    }
 
    private void createFileIfNotExits(String filePath) throws IOException {
        File file = new File(filePath);
        if (!file.exists()) {
            file.createNewFile();
        }
    }
 
    private  String encodeJson(T t) {
        return JSON.toJSONString(t);
    }
}

 2 添加配置

在resources下创建配置目录 META-INF/services ,然后添加文件

com.alibaba.csp.sentinel.init.InitFunc

在文件中添加配置类的全路径

com.zsy.order.config.FilePersistence

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。