如何不写一行代码接入Sentinel实现熔断限流

稳的跟座山
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Sentinel是什么

随着微服务的流行，服务和服务之间的稳定性变得越来越重要。Sentinel 以流量为切入点，从流量控制、流量路由、熔断降级、系统自适应过载保护、热点流量防护等多个维度保护服务的稳定性。

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、Apache Dubbo、gRPC、Quarkus 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。同时 Sentinel 提供 Java/Go/C++ 等多语言的原生实现。
  • 完善的 SPI 扩展机制：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。

Sentinel 的主要特性：

Sentinel-features-overview

Sentinel传统接入方式

STEP 1. 在应用中引入Sentinel Jar包

如果应用使用 pom 工程，则在 pom.xml 文件中加入以下代码即可：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-core</artifactId>
    <version>1.8.6</version>
</dependency>

注意: Sentinel 仅支持 JDK 1.8 或者以上版本。

如果您未使用依赖管理工具，请到 Maven Center Repository 直接下载 JAR 包。

STEP 2. 定义资源

接下来，我们把需要控制流量的代码用 Sentinel API SphU.entry("HelloWorld") 和 entry.exit() 包围起来即可。在下面的例子中，我们将 System.out.println("hello world"); 这端代码作为资源，用 API 包围起来（埋点）。参考代码如下:

public static void main(String[] args) {
    initFlowRules();
    while (true) {
        Entry entry = null;
        try {
	    entry = SphU.entry("HelloWorld");
            /*您的业务逻辑 - 开始*/
            System.out.println("hello world");
            /*您的业务逻辑 - 结束*/
	} catch (BlockException e1) {
            /*流控逻辑处理 - 开始*/
	    System.out.println("block!");
            /*流控逻辑处理 - 结束*/
	} finally {
	   if (entry != null) {
	       entry.exit();
	   }
	}
    }
}

完成以上两步后，代码端的改造就完成了。当然，我们也提供了 注解支持模块，可以以低侵入性的方式定义资源。

STEP 3. 定义规则

接下来，通过规则来指定允许该资源通过的请求次数，例如下面的代码定义了资源 HelloWorld 每秒最多只能通过 20 个请求。

private static void initFlowRules(){
    List<FlowRule> rules = new ArrayList<>();
    FlowRule rule = new FlowRule();
    rule.setResource("HelloWorld");
    rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
    // Set limit QPS to 20.
    rule.setCount(20);
    rules.add(rule);
    FlowRuleManager.loadRules(rules);
}

完成上面 3 步，Sentinel 就能够正常工作了。更多的信息可以参考 使用文档。

STEP 4. 检查效果

Demo 运行之后，我们可以在日志 ~/logs/csp/${appName}-metrics.log.xxx 里看到下面的输出:

|--timestamp-|------date time----|-resource-|p |block|s |e|rt
1529998904000|2018-06-26 15:41:44|HelloWorld|20|0    |20|0|0
1529998905000|2018-06-26 15:41:45|HelloWorld|20|5579 |20|0|728
1529998906000|2018-06-26 15:41:46|HelloWorld|20|15698|20|0|0
1529998907000|2018-06-26 15:41:47|HelloWorld|20|19262|20|0|0
1529998908000|2018-06-26 15:41:48|HelloWorld|20|19502|20|0|0
1529998909000|2018-06-26 15:41:49|HelloWorld|20|18386|20|0|0

传统接入方式的局限性

  • 依赖引入：项目需要引入 Sentinel 依赖，这可能会影响项目的升级和维护。
  • 手动埋点：需要手动对资源进行埋点，增加了开发工作量。
  • 学习成本：开发人员需要掌握 Sentinel 的相关 API，提高了技术门槛。

那么如何解决上述问题呢？答案是：JavaAgent

JavaAgent优势：

• 相比传统SDK架构，没有额外进程，性能更好，资源消耗更低，以及额外的进行资源开销。由于JavaAgent这块采用和SDK雷同的AOP服务治理方式，所以性能几乎与SDK持平。

• JavaAgent相比SDK升级动辄需要取各业务方推广，耗时长、历史包袱重等问题，非侵入这块能力比SDK实际体验好太多，治理功能快速迭代时，业务方只需要滚动重启一下就可以获得新的治理能力，这对服务治理团队和业务团队都是一种生产力解放。

flowsphere是什么

flowsphere是基于bytebuddy字节码增强技术进行建设，采用插件化方式进行整体架构设计， 利用字节码增强技术为微服务提供全链路流量治理能力。全方位扩展SpringCloud&SpringCloudAlibaba， 扩展Java生态提供高性能，低资源损耗，降本增效的流量治理框架。

全局架构图

image.png

主要特性

1.支持基于标签路由全链路灰度发布，支持Http、MQ、JOB多种标签过滤方式

2.支持基于用户、区域维度标签权重负载均衡路由

3.支持无侵入式接入Sentinel框架，轻松拥有限流、故障隔离等能力

4.采用字节码增强技术，对业务代码无侵入，业务性能影响最小；

5.采用微内核架构，强类隔离，简单易用的扩展和配置体系。

基本能力

支持阿里巴巴Nacos、Eureka、Consul和Zookeeper四个服务注册发现中心

支持阿里巴巴Nacos、携程Apollo两个远程配置中心

支持阿里巴巴Sentinel熔断限流降级中间件

支持Java Agent解决异步跨线程ThreadLocal上下文传递

支持Spring Cloud Gateway、Zuul网关和微服务三大模块的灰度发布和路由等一系列功能

flowsphere无侵入接入Sentinel

flowsphere通过修改字节码的方式实现了无侵入式的接入 Sentinel，使得开发者无需在业务代码中引入 SDK 并进行埋点。这种方式不仅提高了代码的可读性和开发效率，还简化了后续的升级和维护工作。

优势

  • 无侵入：开发人员无需在业务代码中添加 Sentinel 相关的代码，保持业务逻辑的纯净。

  • 高可读性：业务代码更加简洁，易于阅读和维护。

  • 高效开发：减少了开发和调试的时间，提升了开发效率。

  • 方便维护：后续升级和维护变得更加简单，减少了潜在的错误。

启动命令

-javaagent:D:\project\flowsphere-projects\flowsphere\flowsphere-distribution\flowsphere-agent-distribution\target\flowsphere-1.0.0.RELEASE-flowsphere-agent-bin\agent\flowsphere-agent-1.0.0.RELEASE.jar \
-Dflowsphere.tag=tagA1 \
-Dasync.thread.package.path=com.flowsphere.spring.cloud.service.consumer.example.controller \
-Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:9009 \
-Dproject.name=service-a \

参数说明

  • -javaagent: 指定 Flowsphere Agent 的路径。

  • -Dflowsphere.tag: 为项目打上标签，便于区分不同的项目或环境。

  • -Dasync.thread.package.path: 指定异步线程包的路径，用于监控异步调用。

  • -Dcsp.sentinel.dashboard.server: 指定 Sentinel 控制台的地址。

  • -Dproject.name: 指定项目的名称。

使用流程

  1. 启动项目：使用上述命令启动项目。
  2. 客户端请求：客户端发起请求，触点数据将自动上报。
  3. 配置限流规则：在 Sentinel 控制台中配置限流、熔断等规则。

图片示例

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flowsphere扩展Sentinel支持SQL限流、熔断

除了传统的服务间流量控制外，flowsphere 还引入了 SQL 限流熔断功能。这一功能直接作用于数据库层面，确保在高并发请求下，数据库能够稳定运行，避免因数据库过载而导致的系统故障。通过 SQL 限流熔断，开发者可以：

  • 精确控制数据库请求：对特定的 SQL 语句或表进行限流；
  • 自动熔断机制：当检测到数据库响应时间过长或错误率过高时，自动触发熔断，保护数据库免受过载风险；

图片示例

image.png

image.png

flowsphere限流、熔断支持组件

  • Spring Mvc

  • Spring Cloud Gateway

  • Spring Cloud Feign

  • Mybatis

项目地址

github.com/flowsphere-…

参考资料:

github.com/alibaba/Sen…

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