4.Spring Cloud Alibaba Sentinel 服务限流/熔断实战-下-灵析社区

4.Spring Cloud Alibaba Sentinel 服务限流/熔断实战-下

五、熔断降级规则

熔断降级通常用于自动切断不稳定的服务，防止调用方被拖垮导致级联故障。熔断降级规则通常在调用端，针对弱依赖调用进行配置，在熔断时返回预定义好的 fallback 值，这样可以保证核心链路不被不稳定的旁路影响。

Sentinel 提供以下几种熔断策略：

慢调用比例 (SLOW_REQUEST_RATIO)：选择以慢调用比例作为阈值，需要设置允许的慢调用 RT（即最大的响应时间），请求的响应时间大于该值则统计为慢调用。当单位统计时长（statIntervalMs，默认为 1s）内请求数目大于设置的最小请求数目，并且慢调用的比例大于阈值，则接下来的熔断时长内请求会自动被熔断。经过熔断时长后熔断器会进入探测恢复状态（HALF-OPEN 状态），若接下来的一个请求响应时间小于设置的慢调用 RT 则结束熔断，若大于设置的慢调用 RT 则会再次被熔断。
异常比例 (ERROR_RATIO)：当单位统计时长内请求数目大于设置的最小请求数目，并且异常的比例大于阈值，则接下来的熔断时长内请求会自动被熔断。经过熔断时长后熔断器会进入探测恢复状态（HALF-OPEN 状态），若接下来的一个请求成功完成（没有错误）则结束熔断，否则会再次被熔断。异常比率的阈值范围是 [0.0, 1.0]，代表 0% - 100%。
异常数 (ERROR_COUNT)：当单位统计时长内的异常数目超过阈值之后会自动进行熔断。经过熔断时长后熔断器会进入探测恢复状态（HALF-OPEN 状态），若接下来的一个请求成功完成（没有错误）则结束熔断，否则会再次被熔断。

下面我们来在 Web 应用中针对 Dubbo consumer 来配置慢调用熔断规则，并模拟慢调用来观察效果。我们在 web-api-demo 中针对 com.alibaba.csp.sentinel.demo.dubbo.FooService 服务调用配置熔断降级规则。

控制台配置的统计时长默认为 1s。在上面的这条规则中，我们设定慢调用临界值为 50ms，响应时间超出 50ms 即记为慢调用。当统计时长内的请求数 >=5 且慢调用的比例超出我们配置的阈值（80%）就会触发熔断，熔断时长为 5s，经过熔断时长后会允许一个请求探测通过，若请求正常则恢复，否则继续熔断。

我们的实例中 /demo/time API 可以通过 slow 请求参数模拟慢调用，当 slow=true 时该请求耗时会超过 100ms。我们可以用 ab 等压测工具或脚本，批量请求 localhost:8090/demo/time?slow=true，可以观察到熔断的返回

如果我们一直模拟慢调用，我们可以观察到熔断后每 5s 会允许通过一个请求，但该请求仍然是慢调用，会重新打回熔断，无法恢复。我们可以在触发熔断后，等待一段时间后手动发一个不带 slow=true 的正常请求，然后再进行请求，可以观察到熔断恢复。

需要注意的是，即使服务调用方引入了熔断降级机制，我们还是需要在 HTTP 或 RPC 客户端配置请求超时时间，来做一个兜底的防护。

六、注解方式自定义埋点

刚才我们看到的埋点都是 Sentinel 适配模块提供的自动埋点。有的时候自动埋点可能没法满足我们的需求，我们希望在某个业务逻辑的位置进行限流，能不能做到呢？当然可以！Sentinel 提供两种方式进行自定义埋点：SphU API 和 @SentinelResource 注解，前者最为通用但是代码比较繁杂，耦合度较高；注解方式侵入性较低，但有使用场景的限制。这里我们来动手在 Web 应用的 DemoService 上添加注解，来达到针对本地服务埋点的目标。

在 DemoService 中我们实现了一个简单的打招呼的服务：

Java

@Service
public class DemoService {

    public String bonjour(String name) {
        return "Bonjour, " + name;
    }
}

下面我们给 bonjour 这个函数添加 @SentinelResource 注解，注解的 value 代表这个埋点的名称（resourceName），会显示在簇点链路/监控页面。

Java

@SentinelResource(value = "DemoService#bonjour")
public String bonjour(String name)

加上该注解后，再通过网关访问 /demo/bonjour/{name} 这个 API 的时候，我们就可以在簇点链路页面看到我们自定义的 DemoService#bonjour 埋点了。

添加注解埋点只是第一步。一般在生产环境中，我们希望在这些自定义埋点发生限流的时候，有一些 fallback 逻辑，而不是直接对外抛出异常。这里我们可以写一个 fallback 函数：

Java

public String bonjourFallback(Throwable t) {
    if (BlockException.isBlockException(t)) {
        return "Blocked by Sentinel: " + t.getClass().getSimpleName();
    }
    return "Oops, failed: " + t.getClass().getCanonicalName();
}

我们的 fallback 函数接受一个 Throwable 参数，可以从中获取异常信息。Sentinel 注解的 fallback 会捕获业务异常和流控异常（即 BlockException 及其子类），我们可以在 fallback 逻辑里面进行相应的处理（如日志记录），并返回 fallback 的值。

注意：Sentinel 注解对 fallback 和 blockHandler 函数的方法签名有要求，具体请参考此处文档。

写好 fallback 函数的实现后，我们在 @SentinelResource 注解里面指定一下：

Java

@SentinelResource(value = "DemoService#bonjour", defaultFallback = "bonjourFallback")
public String bonjour(String name)

这样当我们自定义的 DemoService#bonjour 资源被限流或熔断的时候，请求会走到 fallback 的逻辑中，返回 fallback 结果，而不会直接抛出异常。我们可以配一个 QPS=1 的限流规则，然后快速请求后观察返回值：

?  ~ curl http://localhost:8090/demo/bonjour/Sentinel
Bonjour, Sentinel
?  ~ curl http://localhost:8090/demo/bonjour/Sentinel
Blocked by Sentinel: FlowException

注意：使用 @SentinelResource 注解要求对应的类必须由 Spring 托管（即为 Spring bean），并且不能是内部调用（没法走到代理），不能是 private 方法。Sentinel 注解生效依赖 Spring AOP 动态代理机制。

七、配置自定义的流控处理逻辑

Sentinel 的各种适配方式均支持自定义的流控处理逻辑。以 Spring Web 适配为例，我们只需要提供自定义的 BlockExceptionHandler 实现并注册为 bean 即可为 Web 埋点提供自定义处理逻辑。其中 BlockExceptionHandler 的定义如下：

Java

public interface BlockExceptionHandler {

    // 在此处处理限流异常，可以跳转到指定页面或返回指定的内容
    void handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, BlockException e) throws Exception;
}

我们的 Web 应用中提供了 Web 埋点自定义流控处理逻辑的示例：

Java

@Configuration
public class SentinelWebConfig {

    @Bean
    public BlockExceptionHandler sentinelBlockExceptionHandler() {
        return (request, response, e) -> {
            // 429 Too Many Requests
            response.setStatus(429);

            PrintWriter out = response.getWriter();
            out.print("Oops, blocked by Sentinel: " + e.getClass().getSimpleName());
            out.flush();
            out.close();
        };
    }
}

该 handler 会获取流控类型并打印返回信息，返回状态码为 429。我们可以根据实际的业务需求，配置跳转或自定义的返回信息。

对于注解方式，我们上一节已经提到，可以指定 fallback 函数来处理流控异常和业务异常，这里不再展开讲解；对于 Dubbo 适配，我们可以通过 DubboAdapterGlobalConfig 注册 provider/consumer fallback 来提供自定义的流控处理逻辑；对于 Spring Cloud Gateway 适配，我们可以注册自定义的 BlockRequestHandler 实现类来为网关流控注册自定义的处理逻辑。

八、对 Spring Cloud 其他组件的支持

Spring Cloud Alibaba Sentinel 还提供对 Spring Cloud 其它常用组件的支持，包括 RestTemplate、Feign 等。篇幅所限，我们不展开实践。大家可以参考 Spring Cloud Alibaba 文档来进行接入和配置。