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一文搞懂基于 Sentinel Dashboard 进行接口限流

接口
2023-03-07 09:11:42 时间

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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