服务限流：Sentinel 在 Spring Cloud 中的应用 - 智猿学院-IT界的百科全书

Spring Cloud 里的“守门大爷”：Sentinel 限流保平安

各位看官，大家好！今天咱就来聊聊 Spring Cloud 这个大家庭里一个非常重要的“成员”—— Sentinel，它就像咱们小区门口的“守门大爷”，负责把控流量，防止“坏人”（过高的流量）冲进来，破坏咱们系统的安全和稳定。

在微服务架构下，服务之间的调用关系错综复杂，一个请求可能要经过多个服务才能完成。如果某个服务扛不住压力，就会像多米诺骨牌一样，导致整个系统崩溃。这时候，Sentinel 就派上用场了。它能对服务进行限流、熔断、降级等操作，保证系统的可用性。

一、什么是 Sentinel？它凭什么当“守门大爷”？

Sentinel，中文意思是“哨兵”，顾名思义，就是用来站岗放哨的。它是一个开源的、高可用的流量控制、熔断降级框架。

用官方的话来说，Sentinel 具有以下特点：

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、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 提供实时的监控数据，方便我们了解系统的运行状况。
广泛的生态： Sentinel 提供了对 Spring Cloud、Dubbo 等流行框架的良好支持。
SPI 可扩展性： Sentinel 提供了丰富的 SPI 接口，方便我们进行定制化开发。

简单来说，Sentinel 就是一个功能强大、性能优异、易于使用的流量控制框架。有了它，咱们就能轻松应对各种流量高峰，保证系统的稳定运行。

二、 Sentinel 能做些什么？“守门大爷”的十八般武艺

咱们的“守门大爷”Sentinel 可不是只会站岗，它可是身怀十八般武艺，样样精通。

流量控制（限流）： 这是 Sentinel 最基本的功能。它可以限制某个接口或服务的请求速率，防止流量过大导致系统崩溃。
- QPS 限流： 限制每秒钟的请求数量。比如限制某个接口每秒最多只能处理 100 个请求。
- 线程数限流： 限制同时访问某个接口的线程数量。比如限制某个接口最多只能有 20 个线程同时访问。
- 其他限流方式： Sentinel 还支持基于调用关系、基于来源等多种限流方式。
熔断降级： 当某个服务出现故障时，Sentinel 可以自动熔断该服务，防止故障蔓延到整个系统。
- 平均响应时间熔断： 当某个接口的平均响应时间超过设定的阈值时，Sentinel 会熔断该接口。
- 异常比例熔断： 当某个接口的异常比例超过设定的阈值时，Sentinel 会熔断该接口。
- 异常数熔断： 当某个接口的异常数量超过设定的阈值时，Sentinel 会熔断该接口。
系统保护： Sentinel 可以对整个系统进行保护，防止系统负载过高导致崩溃。
- load 自适应保护： Sentinel 会根据系统的 load 情况自动调整流量控制策略。
- CPU 使用率保护： 当 CPU 使用率超过设定的阈值时，Sentinel 会拒绝部分请求。
- 入口流量控制： Sentinel 可以限制进入系统的总流量。
热点参数限流： 针对访问频率特别高的参数进行限流。比如针对某个用户的 ID 进行限流，防止恶意用户刷接口。
链路流控： 根据调用链路的拓扑关系进行流量控制。比如可以限制某个服务对下游服务的调用频率。

三、如何在 Spring Cloud 中使用 Sentinel？手把手教你配置

说了这么多，咱们来点实际的，看看如何在 Spring Cloud 中使用 Sentinel。

1. 引入依赖

首先，在你的 Spring Cloud 项目中引入 Sentinel 的依赖。

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>

2. 配置 Sentinel

在 application.properties 或 application.yml 文件中配置 Sentinel。

spring:
  application:
    name: your-service-name
  cloud:
    sentinel:
      enabled: true  # 开启 Sentinel
      transport:
        dashboard: localhost:8080  # Sentinel 控制台地址
        port: 8719 # sentinel客户端端口
      # 关闭热点参数自动降级
      degrade:
        enabled: false

3. 定义资源

我们需要告诉 Sentinel 哪些接口或方法需要保护。可以使用 @SentinelResource 注解来定义资源。

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class HelloController {

    @GetMapping("/hello")
    @SentinelResource("hello")
    public String hello() {
        return "Hello, Sentinel!";
    }

    @GetMapping("/test")
    @SentinelResource(value = "test", fallback = "testFallback", blockHandler = "testBlockHandler")
    public String test() {
        return "Test, Sentinel!";
    }

    public String testFallback(Throwable throwable) {
        return "Test Fallback: " + throwable.getMessage();
    }

    public String testBlockHandler(com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException blockException) {
        return "Test Block Handler: " + blockException.getMessage();
    }
}

@SentinelResource("hello")：定义一个名为 "hello" 的资源，Sentinel 会对这个资源进行流量控制和熔断降级。
value：资源名称，必须唯一。
fallback：指定降级方法，当接口发生异常时，会调用该方法。注意：fallback 方法必须和原方法在同一个类中，且参数列表要兼容(可以多一个Throwable参数接收异常)。
blockHandler：指定限流或熔断时的处理方法，当接口被限流或熔断时，会调用该方法。注意：blockHandler 方法必须和原方法在同一个类中，且参数列表要兼容(可以多一个BlockException参数接收异常)。

4. 配置限流规则

启动 Sentinel 控制台，地址就是上面配置的 localhost:8080。

在控制台上，可以配置各种限流规则。比如，我们可以配置 "hello" 接口的 QPS 限流规则，限制每秒钟最多只能处理 5 个请求。

配置流程：

访问Sentinel控制台，点击“簇点链路”或者“资源”，找到你需要配置的资源（比如 “hello”）。
点击 “流控”，添加流控规则。
配置流控规则：
- 资源名：默认为你选择的资源，比如“hello”
- 针对来源：默认为default，表示不区分来源。
- 阈值类型：选择 QPS 或线程数。
- 单机阈值：设置具体的阈值，比如 5（表示每秒最多允许 5 个请求）。
- 流控模式：选择直接拒绝、Warm Up、排队等待。
- 是否集群：根据需要选择是否开启集群流控。

5. 测试

启动你的 Spring Cloud 项目，然后访问 /hello 接口。如果访问频率超过了设定的阈值，Sentinel 就会拒绝部分请求。当你配置了blockHandler方法，就会执行该方法，返回自定义的提示信息。

四、代码示例：更深入的讲解

光说不练假把式，咱们来几个更具体的代码示例，帮助大家更深入地理解 Sentinel 的使用。

示例 1：QPS 限流

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class RateLimitController {

    @GetMapping("/rateLimit")
    @SentinelResource(value = "rateLimit", blockHandler = "rateLimitBlockHandler")
    public String rateLimit() {
        return "Rate Limit Success!";
    }

    public String rateLimitBlockHandler(com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException blockException) {
        return "Rate Limit Blocked!";
    }
}

在 Sentinel 控制台上，配置 "rateLimit" 接口的 QPS 限流规则，限制每秒钟最多只能处理 2 个请求。

示例 2：熔断降级

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class DegradeController {

    @GetMapping("/degrade")
    @SentinelResource(value = "degrade", fallback = "degradeFallback")
    public String degrade() throws InterruptedException {
        // 模拟服务不稳定，偶尔会抛出异常
        if (Math.random() < 0.5) {
            throw new RuntimeException("Service Unavailable!");
        }
        Thread.sleep(100); // 模拟服务响应时间
        return "Degrade Success!";
    }

    public String degradeFallback(Throwable throwable) {
        return "Degrade Fallback: " + throwable.getMessage();
    }
}

在 Sentinel 控制台上，配置 "degrade" 接口的异常比例熔断规则，设置异常比例为 0.6。

示例 3：热点参数限流

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class HotParamController {

    @GetMapping("/hotParam")
    @SentinelResource(value = "hotParam", blockHandler = "hotParamBlockHandler")
    public String hotParam(@RequestParam String id) {
        return "Hot Param: " + id;
    }

    public String hotParamBlockHandler(String id, com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException blockException) {
        return "Hot Param Blocked: " + id;
    }
}

在 Sentinel 控制台上，配置 "hotParam" 接口的热点参数限流规则，针对参数 "id" 进行限流。

五、 Sentinel 的高级用法：更上一层楼

除了上面介绍的基本用法，Sentinel 还有很多高级用法，可以帮助我们更好地保护系统。

自定义规则： Sentinel 提供了 SPI 接口，我们可以自定义限流规则、熔断规则等。
集群流控： 在分布式环境下，可以使用 Sentinel 的集群流控功能，对整个集群的流量进行控制。
动态配置： 可以使用 Nacos、Consul 等配置中心，动态更新 Sentinel 的规则。
监控告警： 可以将 Sentinel 的监控数据接入 Prometheus、Grafana 等监控系统，实现实时监控和告警。

六、 Sentinel 的优缺点：客观评价

任何事物都有两面性，Sentinel 也不例外。

优点：

功能强大，支持多种限流和熔断策略。
性能优异，对系统性能影响较小。
易于使用，配置简单。
社区活跃，文档完善。

缺点：

学习成本较高，需要一定的学习时间才能掌握。
配置规则较为繁琐，需要手动配置。
对 Spring Cloud 的版本有一定要求。

七、 Sentinel 与 Hystrix 的对比：谁更胜一筹？

在 Sentinel 出现之前，Hystrix 是 Spring Cloud 中常用的熔断降级框架。那么，Sentinel 和 Hystrix 相比，谁更胜一筹呢？

特性	Sentinel	Hystrix
功能	限流、熔断、降级、系统保护、热点参数限流	熔断、降级
性能	较高	较低
易用性	较易	较易
社区活跃度	较高	较低（已停止维护）
监控	提供实时监控数据	需要集成第三方监控系统，且数据不如Sentinel丰富
生态	与 Spring Cloud 深度集成	与 Spring Cloud 集成度一般

总的来说，Sentinel 在功能、性能、社区活跃度等方面都优于 Hystrix。Hystrix 已经停止维护，建议在新项目中使用 Sentinel。

八、总结：Sentinel 是 Spring Cloud 的好帮手

Sentinel 就像咱们 Spring Cloud 社区的“守门大爷”，它能有效地保护我们的系统，防止流量过大导致崩溃。虽然学习 Sentinel 需要花费一些时间，但它的功能和性能绝对值得我们投入精力。

希望这篇文章能帮助大家更好地理解和使用 Sentinel。记住，有了 Sentinel，咱们的 Spring Cloud 系统就能更加安全、稳定地运行啦！

最后，祝大家编码愉快，bug 远离！

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