阿里sentinel流控框架初探

netflix的hystrix作爲業界使用最廣泛的流控框架，sentinel的開發團隊自然少不了對其的學習與改進，這裏有一篇開發團隊寫的兩者的對比，總結起來就是sentinel的實現更加輕量，進行流控的維度也更多樣。

使用sentinel的另一個理由就是其與國內廣泛使用的各大微服務框架都做了集成，接入sentinel更加方便。這裏是sentinel集成的其它框架的接入文檔。

下面我們以國內使用最爲廣泛的微服務框架dubbo爲例，探索sentinel的使用。

sentinel dashboard部署

sentinel控制檯可以對接入的應用的實際流量進行監控，也可以查看，修改接入應用的流控，降級，熱點等規則。開發者文檔很詳細的介紹了部署和接入步驟，這裏不再贅述，需要提醒的是隻有當被限流的服務產生實際流量時，控制檯纔會顯示數據。

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dubbo provider接入

首先引入sentinel基礎依賴
對於 Apache Dubbo 2.7.x 及以上版本，使用時需引入以下模塊（以 Maven 爲例）：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-apache-dubbo-adapter</artifactId>
    <version>x.y.z</version>
</dependency>

對於 Dubbo 2.6.x 及以下版本，使用時需引入以下模塊（以 Maven 爲例）：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-dubbo-adapter</artifactId>
    <version>x.y.z</version>
</dependency>

寫一個簡單的dubbo provider

public interface DemoService {
    public String sayHello(String name);
}

 <dubbo:service interface="org.apache.dubbo.demo.DemoService" ref="demoService"/>

配置限流規則
首先介紹下sentinel的限流規則

一條限流規則主要由下面幾個因素組成，我們可以組合這些元素來實現不同的限流效果：
resource：資源名，即限流規則的作用對象
count: 限流閾值
grade: 限流閾值類型（QPS 或併發線程數）
limitApp: 流控針對的調用來源，若爲 default 則不區分調用來源
strategy: 調用關係限流策略
controlBehavior: 流量控制效果（直接拒絕、Warm Up、勻速排隊）

這裏的resource在不同的情況下配置的規則也不相同，而與dubbo整合的情況下，resource的粒度可以分爲兩種粒度

限流粒度可以是服務接口和服務方法兩種粒度：
服務接口：resourceName 爲 接口全限定名，如 com.alibaba.csp.sentinel.demo.dubbo.FooService
服務方法：resourceName 爲 接口全限定名:方法簽名，如 com.alibaba.csp.sentinel.demo.dubbo.FooService:sayHello(java.lang.String)

比如我想DemoService這個服務接口的QPS進行限流，不限制請求來源，被限流的請求直接拒絕且每秒只接受20的QPS，那麼我的限流規則應該如下：

[
  {
    "resource": "org.apache.dubbo.demo.DemoService",
    "controlBehavior": 0,
    "count": 20.0,
    "grade": 1,
    "limitApp": "default",
    "strategy": 0
  }
]

介紹完如何編寫限流規則，下一步就是如何配置這些規則使其起效，sentinel將不同來源的限流規則抽象成一個個數據源且支持動態更新，其基礎抽象類爲(com.alibaba.csp.sentinel.datasource.AbstractDataSource),還提供了一個抽象接口(com.alibaba.csp.sentinel.datasource.Converter)進行源數據到限流規則(com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRule)的轉換。sentinel提供了多種數據源的實現，包括文件，zookeeper，redis等，這裏介紹最簡單也是最常用的靜態文件配置方式，對動態配置感興趣的可以參考官方文檔

靜態文件方式配置
首先在工程的resource目錄下準備一份json格式的配置文件（其它格式也可以，解析規則是由開發者自行編寫的，怎麼方便怎麼來），內容就是一個json數組：

[
  {
    "resource": "org.apache.dubbo.demo.DemoService",
    "controlBehavior": 0,
    "count": 20.0,
    "grade": 1,
    "limitApp": "default",
    "strategy": 0
  }
]

編寫代碼解析配置文件，然後將配置規則載入內存

private Converter<String, List<FlowRule>> flowRuleListParser = s -> JSON.parseObject(s, new TypeReference<List<FlowRule>>() {});

private void loadRules() throws Exception {
        ClassLoader classLoader = getClass().getClassLoader();
        String flowRulePath = URLDecoder.decode(classLoader.getResource("FlowRule.json").getFile(), "UTF-8");
        log.info(flowRulePath);

        FileRefreshableDataSource<List<FlowRule>> flowRuleDataSource = new FileRefreshableDataSource<>(flowRulePath, flowRuleListParser);
        FlowRuleManager.register2Property(flowRuleDataSource.getProperty());
    }

其它幾類規則的載入方式也是相同的這裏不再贅述，流控規則載入完成後，我們的dubbo rpc接口就能受到sentinel的保護啦，最後一步啓動應用，加入以下參數（接入sentinel dashboard需要）

-Dcsp.sentinel.dashboard.server=127.0.0.1:9999 -Dproject.name=dubbo_provider -Dcsp.sentinel.api.port=8719 -Djava.net.preferIPv4Stack=true

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dubbo consumer接入

consumer不需要配置限流規則，配置相對簡單
同樣需要引入sentinel依賴

        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
            <artifactId>sentinel-transport-simple-http</artifactId>
            <version>1.5.1</version>
        </dependency>

進行dubbo消費者的配置，爲了更加準確的觀測結果，需要關閉重試機制（retries=“0”）

<dubbo:reference id="demoService" check="false" retries="0" interface="org.apache.dubbo.demo.DemoService"/>

同時發出50個請求

public class Application {
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(Application.class);

    public static void main(String[] args) {
        ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring/dubbo-consumer.xml");
        context.start();
        DemoService demoService = context.getBean("demoService", DemoService.class);

        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            new Thread(() -> {
                String hello = demoService.sayHello("dubbo");
                log.info("result: " + hello);
            }).start();
        }
    }
}

啓動應用，若想在dashboard中進行實時監控，啓動參數也需要加入以下參數

-Dcsp.sentinel.dashboard.server=127.0.0.1:9999 -Dproject.name=dubbo_provider -Djava.net.preferIPv4Stack=true

此時可以看到控制檯出現大量FlowException異常
觀察sentinel的流控日誌sentinel-block.log
默認位於~/logs/csp下

先介紹下日誌各個字段的含義

2019-10-12 15:54:11：時間戳；
1：序號；
org.apache.dubbo.demo.DemoService：資源描述符；
XXXException：表示被限制的種類。FlowException 表示被限流，DegradeException 表示被降級，SystemException 表示被系統保護
default：規則上配置的限制應用；
origin：實際被限制的來源應用，可能爲空字符串；
30,0：30 代表這一秒內限流降級發生的次數，0 無含義（可忽略）。

觀察sentinel dashboard的實時監控數據

可以看到結果都符合預期，sentitinel確實起到了限流的作用。

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結語

以上只是sentinel最簡單的一個單機版本的限流例子，接下來的博客中會逐步介紹它的降級規則，熔斷恢復，集羣流控，網關流控，多維度限流的能力。由於其與dubbo都經由alibaba開發並開源，在衆多dubbo構建的微服務體系下，相信會是比hystrix更好的選擇。