“ (黑马出品_高级篇_01)SpringCloud+RabbitMQ+Docker+Redis+搜索+分布式 ”

发布时间:2024-03-12
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来源:CSDN
作者:_Matthew
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黑马出品_高级篇_01SpringCloud+RabbitMQ+Docker+Redis+搜索+分布式

  • = = = = = = = = = = = = = = = 微服务技术保护 = = = = = = = = = = = = = = =今日目标1.初识Sentinel1.1.雪崩问题及解决方案1.2.服务保护技术对比1.3.Sentinel介绍和安装1.3.1.初识Sentinel1.3.2.安装Sentinel 1.4.微服务整合Sentinel 2.流量控制2.1.簇点链路2.1.快速入门2.2.流控模式2.2.1.关联模式2.2.2.链路模式2.2.3.总结 2.3.流控效果2.3.1.warm up1配置流控规则2Jmeter测试 2.3.2.排队等待1添加流控规则2Jmeter测试 2.3.3.总结 2.4.热点参数限流2.4.1.全局参数限流2.4.2.热点参数限流2.4.4.案例1标记资源2热点参数限流规则3Jmeter测试 3.隔离和降级3.1.FeignClient整合Sentinel3.1.1.修改配置,开启sentinel功能3.1.2.编写失败降级逻辑3.1.3.总结 3.2.线程隔离舱壁模式3.2.1.线程隔离的实现方式3.2.2.sentinel的线程隔离1配置隔离规则2Jmeter测试 3.2.3.总结 3.3.熔断降级3.3.1.慢调用1设置慢调用2设置熔断规则3测试 3.3.2.异常比例、异常数1设置异常请求2设置熔断规则3测试 4.授权规则4.1.授权规则4.1.1.基本规则4.1.2.如何获取origin4.1.3.给网关添加请求头4.1.4.配置授权规则 4.2.自定义异常结果4.2.1.异常类型4.2.2.自定义异常处理 5.规则持久化5.1.规则管理模式5.1.1.pull模式5.1.2.push模式 5.2.实现push模式5.2.1 Sentinel 规则持久化一、修改order-service服务1.引入依赖2.配置nacos地址 二、修改sentinel-dashboard源码1. 解压2. 修改nacos依赖3. 添加nacos支持4. 修改nacos地址5. 配置nacos数据源6. 修改前端页面7. 重新编译、打包项目8.启动
  • = = = = = = = = = = = = = = = 微服务技术保护 = = = = = = = = = = = = = = =
  • 今日目标
  • 1.初识Sentinel
  • 1.1.雪崩问题及解决方案1.2.服务保护技术对比1.3.Sentinel介绍和安装1.3.1.初识Sentinel1.3.2.安装Sentinel 1.4.微服务整合Sentinel
  • 1.1.雪崩问题及解决方案
  • 1.2.服务保护技术对比
  • 1.3.Sentinel介绍和安装
  • 1.3.1.初识Sentinel1.3.2.安装Sentinel
  • 1.3.1.初识Sentinel
  • 1.3.2.安装Sentinel
  • 1.4.微服务整合Sentinel
  • 2.流量控制
  • 2.1.簇点链路2.1.快速入门2.2.流控模式2.2.1.关联模式2.2.2.链路模式2.2.3.总结 2.3.流控效果2.3.1.warm up1配置流控规则2Jmeter测试 2.3.2.排队等待1添加流控规则2Jmeter测试 2.3.3.总结 2.4.热点参数限流2.4.1.全局参数限流2.4.2.热点参数限流2.4.4.案例1标记资源2热点参数限流规则3Jmeter测试
  • 2.1.簇点链路
  • 2.1.快速入门
  • 2.2.流控模式
  • 2.2.1.关联模式2.2.2.链路模式2.2.3.总结
  • 2.2.1.关联模式
  • 2.2.2.链路模式
  • 2.2.3.总结
  • 2.3.流控效果
  • 2.3.1.warm up1配置流控规则2Jmeter测试 2.3.2.排队等待1添加流控规则2Jmeter测试 2.3.3.总结
  • 2.3.1.warm up
  • 1配置流控规则2Jmeter测试
  • 1配置流控规则
  • 2Jmeter测试
  • 2.3.2.排队等待
  • 1添加流控规则2Jmeter测试
  • 1添加流控规则
  • 2Jmeter测试
  • 2.3.3.总结
  • 2.4.热点参数限流
  • 2.4.1.全局参数限流2.4.2.热点参数限流2.4.4.案例1标记资源2热点参数限流规则3Jmeter测试
  • 2.4.1.全局参数限流
  • 2.4.2.热点参数限流
  • 2.4.4.案例
  • 1标记资源2热点参数限流规则3Jmeter测试
  • 1标记资源
  • 2热点参数限流规则
  • 3Jmeter测试
  • 3.隔离和降级
  • 3.1.FeignClient整合Sentinel3.1.1.修改配置,开启sentinel功能3.1.2.编写失败降级逻辑3.1.3.总结 3.2.线程隔离舱壁模式3.2.1.线程隔离的实现方式3.2.2.sentinel的线程隔离1配置隔离规则2Jmeter测试 3.2.3.总结 3.3.熔断降级3.3.1.慢调用1设置慢调用2设置熔断规则3测试 3.3.2.异常比例、异常数1设置异常请求2设置熔断规则3测试
  • 3.1.FeignClient整合Sentinel
  • 3.1.1.修改配置,开启sentinel功能3.1.2.编写失败降级逻辑3.1.3.总结
  • 3.1.1.修改配置,开启sentinel功能
  • 3.1.2.编写失败降级逻辑
  • 3.1.3.总结
  • 3.2.线程隔离舱壁模式
  • 3.2.1.线程隔离的实现方式3.2.2.sentinel的线程隔离1配置隔离规则2Jmeter测试 3.2.3.总结
  • 3.2.1.线程隔离的实现方式
  • 3.2.2.sentinel的线程隔离
  • 1配置隔离规则2Jmeter测试
  • 1配置隔离规则
  • 2Jmeter测试
  • 3.2.3.总结
  • 3.3.熔断降级
  • 3.3.1.慢调用1设置慢调用2设置熔断规则3测试 3.3.2.异常比例、异常数1设置异常请求2设置熔断规则3测试
  • 3.3.1.慢调用
  • 1设置慢调用2设置熔断规则3测试
  • 1设置慢调用
  • 2设置熔断规则
  • 3测试
  • 3.3.2.异常比例、异常数
  • 1设置异常请求2设置熔断规则3测试
  • 1设置异常请求
  • 2设置熔断规则
  • 3测试
  • 4.授权规则
  • 4.1.授权规则4.1.1.基本规则4.1.2.如何获取origin4.1.3.给网关添加请求头4.1.4.配置授权规则 4.2.自定义异常结果4.2.1.异常类型4.2.2.自定义异常处理
  • 4.1.授权规则
  • 4.1.1.基本规则4.1.2.如何获取origin4.1.3.给网关添加请求头4.1.4.配置授权规则
  • 4.1.1.基本规则
  • 4.1.2.如何获取origin
  • 4.1.3.给网关添加请求头
  • 4.1.4.配置授权规则
  • 4.2.自定义异常结果
  • 4.2.1.异常类型4.2.2.自定义异常处理
  • 4.2.1.异常类型
  • 4.2.2.自定义异常处理
  • 5.规则持久化
  • 5.1.规则管理模式5.1.1.pull模式5.1.2.push模式 5.2.实现push模式5.2.1 Sentinel 规则持久化一、修改order-service服务1.引入依赖2.配置nacos地址 二、修改sentinel-dashboard源码1. 解压2. 修改nacos依赖3. 添加nacos支持4. 修改nacos地址5. 配置nacos数据源6. 修改前端页面7. 重新编译、打包项目8.启动
  • 5.1.规则管理模式
  • 5.1.1.pull模式5.1.2.push模式
  • 5.1.1.pull模式
  • 5.1.2.push模式
  • 5.2.实现push模式
  • 5.2.1 Sentinel 规则持久化一、修改order-service服务1.引入依赖2.配置nacos地址 二、修改sentinel-dashboard源码1. 解压2. 修改nacos依赖3. 添加nacos支持4. 修改nacos地址5. 配置nacos数据源6. 修改前端页面7. 重新编译、打包项目8.启动
  • 5.2.1 Sentinel 规则持久化
  • 一、修改order-service服务1.引入依赖2.配置nacos地址 二、修改sentinel-dashboard源码1. 解压2. 修改nacos依赖3. 添加nacos支持4. 修改nacos地址5. 配置nacos数据源6. 修改前端页面7. 重新编译、打包项目8.启动
  • 一、修改order-service服务
  • 1.引入依赖2.配置nacos地址
  • 1.引入依赖
  • 2.配置nacos地址
  • 二、修改sentinel-dashboard源码
  • 1. 解压2. 修改nacos依赖3. 添加nacos支持4. 修改nacos地址5. 配置nacos数据源6. 修改前端页面7. 重新编译、打包项目8.启动
  • 1. 解压
  • 2. 修改nacos依赖
  • 3. 添加nacos支持
  • 4. 修改nacos地址
  • 5. 配置nacos数据源
  • 6. 修改前端页面
  • 7. 重新编译、打包项目
  • 8.启动 img img | 此文档是在心向阳光的天域的博客加了一些有助于自己的知识体系,也欢迎大家关注这个大佬的博客 | |:—-:| | 是这个视频 |

    = = = = = = = = = = = = = = = 微服务技术保护 = = = = = = = = = = = = = = =

    今日目标

    img img

    1.初识Sentinel

    1.1.雪崩问题及解决方案

    微服务中,服务间调用关系错综复杂,一个微服务往往依赖于多个其它微服务。 img 如图,如果服务提供者I发生了故障,当前的应用的部分业务因为依赖于服务I,因此也会被阻塞。此时,其它不依赖于服务I的业务似乎不受影响。 img 但是,依赖服务I的业务请求被阻塞,用户不会得到响应,则tomcat的这个线程不会释放,于是越来越多的用户请求到来,越来越多的线程会阻塞 img 服务器支持的线程和并发数有限,请求一直阻塞,会导致服务器资源耗尽,从而导致所有其它服务都不可用,那么当前服务也就不可用了。 那么,依赖于当前服务的其它服务随着时间的推移,最终也都会变的不可用,形成级联失败,雪崩就发生了 雪崩微服务调用链路中的某个服务故障,引起整个链路中的所有微服务都不可用,这就是雪崩。 img 解决雪崩问题的常见方式有四种

  • 方案1超时处理设定超时时间,请求超过一定时间没有响应就返回错误信息,不会无休止等待 仓壁模式

  • 方案2仓壁模式 仓壁模式来源于船舱的设计 img 船舱都会被隔板分离为多个独立空间,当船体破损时,只会导致部分空间进入,将故障控制在一定范围内,避免整个船体都被淹没。 于此类似,我们可以限定每个业务能使用的线程数,避免耗尽整个tomcat的资源,因此也叫线程隔离。 img 断路器

  • 方案3断路器模式由断路器统计业务执行的异常比例,如果超出阈值则会熔断该业务,拦截访问该业务的一切请求。 断路器会统计访问某个服务的请求数量,异常比例 img 当发现访问服务D的请求异常比例过高时,认为服务D有导致雪崩的风险,会拦截访问服务D的一切请求,形成熔断 img 限流

  • 方案4流量控制限制业务访问的QPS,避免服务因流量的突增而故障。 img 什么是雪崩问题?

  • 微服务之间相互调用,因为调用链中的一个服务故障,引起整个链路都无法访问的情况。 可以认为 限流是对服务的保护,避免因瞬间高并发流量而导致服务故障,进而避免雪崩。是一种预防措施。 超时处理、线程隔离、降级熔断是在部分服务故障时,将故障控制在一定范围,避免雪崩。是一种补救措施。 img

    1.2.服务保护技术对比

    在SpringCloud当中支持多种服务保护技术

  • Netfix Hystrix

  • Sentinel

  • Resilience4J 早期比较流行的是Hystrix框架,但目前国内实用最广泛的还是阿里巴巴的Sentinel框架,这里我们做下对比 ||Sentinel|Hystrix| |:—-:|:—-:|:—-:| |隔离策略|信号量隔离|线程池隔离/信号量隔离| |熔断降级策略|基于慢调用比例或异常比例|基于失败比率| |实时指标实现|滑动窗口|滑动窗口基于 RxJava| |规则配置|支持多种数据源|支持多种数据源| |扩展性|多个扩展点|插件的形式| |基于注解的支持|支持|支持| |限流|基于 QPS,支持基于调用关系的限流|有限的支持| |流量整形|支持慢启动、匀速排队模式|不支持| |系统自适应保护|支持|不支持| |控制台|开箱即用,可配置规则、查看秒级监控、机器发现等|不完善| |常见框架的适配|Servlet、Spring Cloud、Dubbo、gRPC 等|Servlet、Spring Cloud Netflix| img

    1.3.Sentinel介绍和安装

    1.3.1.初识Sentinel

    Sentinel是阿里巴巴开源的一款微服务流量控制组件。官网地址Sentinel官网 Sentinel 具有以下特征:

    1.3.2.安装Sentinel

    1下载 sentinel官方提供了UI控制台,方便我们对系统做限流设置。大家可以在GitHub下载。 课前资料也提供了下载好的jar包 img 2运行 将jar包放到任意非中文目录 img 执行命令

    java -jar sentinel-dashboard-1.8.1.jar
    

    img 如果要修改Sentinel的默认端口、账户、密码,可以通过下列配置 |配置项|默认值|说明| |:—-:|:—-:|:—-:| |server.port|8080|服务端口| |sentinel.dashboard.auth.username|sentinel|默认用户名| |sentinel.dashboard.auth.password|sentinel|默认密码| 例如,修改端口 java -D跟上,以上三个请求即可 这里建议换一个端口

    java -Dserver.port=8099 -jar sentinel-dashboard-1.8.1.jar
    

    3访问 访问http://localhost:8099页面,就可以看到sentinel的控制台了 img 需要输入账号和密码,默认都是sentinel 登录后,发现一片空白,什么都没有 这是因为我们还没有与微服务整合。img

    1.4.微服务整合Sentinel

    启动Nacosimg

    ./startup.cmd -m standalone
    

    启动后的效果图如下 在浏览器输入地址即可img

    http://127.0.0.1:8848/nacos
    

    默认的账号和密码都是nacos,进入即可。img 注意所有配置文件application.yml 中要从集群设置更改为本地配置 启动服务 启动成功后,访问一下网关、Order和User,发现都无误即可img img

    http://localhost:8081/user/1
    http://localhost:8080/order/101
    http://localhost:10010/user/1?authorization=admin
    http://localhost:10010/order/101?authorization=admin
    

    我们在order-service中整合sentinel,并连接sentinel的控制台,步骤如下 1引入sentinel依赖

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

    2配置控制台 修改application.yaml文件,添加下面内容

    server:
    port: 8080
    spring:
    cloud: 
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8099
    

    配置好后重启order-serviceimg 3访问order-service的任意端点 打开浏览器,访问http://localhost:8080/order/101,这样才能触发sentinel的监控。 然后再访问sentinel的控制台,查看效果 img

    2.流量控制

    雪崩问题虽然有四种方案,但是限流是避免服务因突发的流量而发生故障,是对微服务雪崩问题的预防。我们先学习这种模式。

    2.1.簇点链路

    当请求进入微服务时,首先会访问DispatcherServlet,然后进入Controller、Service、Mapper,这样的一个调用链就叫做簇点链路。簇点链路中被监控的每一个接口就是一个资源。 默认情况下sentinel会监控SpringMVC的每一个端点Endpoint,也就是controller中的方法,因此SpringMVC的每一个端点Endpoint就是调用链路中的一个资源。 例如,我们刚才访问的order-service中的OrderController中的端点/order/{orderId} 流控、熔断等都是针对簇点链路中的资源来设置的,因此我们可以点击对应资源后面的按钮来设置规则img

  • 流控流量控制

  • 降级降级熔断

  • 热点热点参数限流,是限流的一种

  • 授权请求的权限控制

    2.1.快速入门

    示例 点击资源/order/{orderId}后面的流控按钮,就可以弹出表单。 表单中可以填写限流规则,如下 其含义是限制 /order/{orderId}这个资源的单机QPS为1,即每秒只允许1次请求,超出的请求会被拦截并报错。img img 练习 需求给 /order/{orderId}这个资源设置流控规则,QPS不能超过 5,然后测试。 1首先在sentinel控制台添加限流规则 2利用jmeter测试 如果没有用过jmeter,可以参考课前资料提供的文档《Jmeter快速入门.md》 打开JMeter img img 课前资料提供了编写好的Jmeter测试样例 打开jmeter,导入课前资料提供的测试样例 选择 20个用户,2秒内运行完,QPS是10,超过了5. 选中流控入门,QPS<5右键运行 ![img](https://img-blog.csdnimg.cn/fed7b79ff47841afa122051942182eba.png#pic_center) ![img](https://img-blog.csdnimg.cn/a9a77b70e0c04bc6baa07229d512a825.png#pic_center) ![img](https://img-blog.csdnimg.cn/4e9f90bf5b1b4e54b979f95f5d89c050.png#pic_center) ![img](https://img-blog.csdnimg.cn/5dde591509284bd8831a23567bef1243.png#pic_center) > 注意,不要点击菜单中的执行按钮来运行。 这里更改端口为order-service的端口8080 img 结果 可以看到,成功的请求每次只有5个 查看失败原因 然后再去sentinel中查看调用情况 img img img

    2.2.流控模式

    在添加限流规则时,点击高级选项,可以选择三种流控模式

  • 直接统计当前资源的请求,触发阈值时对当前资源直接限流,也是默认的模式

  • 关联统计与当前资源相关的另一个资源,触发阈值时,对当前资源限流

  • 链路统计从指定链路访问到本资源的请求,触发阈值时,对指定链路限流 img 快速入门测试的就是直接模式。

    2.2.1.关联模式

    关联模式统计与当前资源相关的另一个资源,触发阈值时,对当前资源限流 配置规则 语法说明当/write资源访问量触发阈值时,就会对/read资源限流,避免影响/write资源。img 使用场景比如用户支付时需要修改订单状态,同时用户要查询订单。查询和修改操作会争抢数据库锁,产生竞争。业务需求是优先支付和更新订单的业务,因此当修改订单业务触发阈值时,需要对查询订单业务限流。 需求说明

  • 在OrderController新建两个端点/order/query和/order/update,无需实现业务

  • 配置流控规则,当/order/ update资源被访问的QPS超过5时,对/order/query请求限流 1定义/order/query端点,模拟订单查询

    @GetMapping("/query")
    public String queryOrder() {
    return "查询订单成功";
    }
    

    2定义/order/update端点,模拟订单更新

    @GetMapping("/update")
    public String updateOrder() {
    return "更新订单成功";
    }
    

    重启服务访问一下新添加的地址

    http://localhost:8080/order/query
    http://localhost:8080/order/update
    

    查看sentinel控制台的簇点链路 img 3配置流控规则 ==对哪个端点限流,就点击哪个端点后面的按钮。==我们是对订单查询/order/query限流,因此点击它后面的按钮 在表单中填写流控规则 img img 4在Jmeter测试 选择《流控模式-关联》同理,端口号更改为8080 可以看到1000个用户,100秒,因此QPS为10,超过了我们设定的阈值5img 查看http请求 请求的目标是/order/update,这样这个断点就会触发阈值。img 但限流的目标是/order/query,我们在浏览器访问,可以发现 确实被限流了。img 5总结 img

    2.2.2.链路模式

    链路模式只针对从指定链路访问到本资源的请求做统计,判断是否超过阈值。 配置示例 例如有两条请求链路

  • /test1 –> /common

  • /test2 –> /common 如果只希望统计从/test2进入到/common的请求,则可以这样配置 实战案例img 需求有查询订单和创建订单业务,两者都需要查询商品。针对从查询订单进入到查询商品的请求统计,并设置限流。 步骤

  • 在OrderService中添加一个queryGoods方法,不用实现业务

  • 在OrderController中,改造/order/query端点,调用OrderService中的queryGoods方法

  • 在OrderController中添加一个/order/save的端点,调用OrderService的queryGoods方法

  • 给queryGoods设置限流规则,从/order/query进入queryGoods的方法限制QPS必须小于2 实现 1添加查询商品方法 在order-service服务中,给OrderService类添加一个queryGoods方法

    public void queryGoods(){
    System.err.println("查询商品");
    }
    

    2查询订单时,查询商品 在order-service的OrderController中,修改/order/query端点的业务逻辑

    @GetMapping("/query")
    public String queryOrder() {
    // 查询商品
    orderService.queryGoods();
    // 查询订单
    System.out.println("查询订单");
    return "查询订单成功";
    }
    

    3新增订单,查询商品 在order-service的OrderController中,修改/order/save端点,模拟新增订单

    @GetMapping("/save")
    public String saveOrder() {
    // 查询商品
    orderService.queryGoods();
    // 查询订单
    System.err.println("新增订单");
    return "新增订单成功";
    }
    

    4给查询商品添加资源标记 默认情况下,OrderService中的方法是不被Sentinel监控的,需要我们自己通过注解来标记要监控的方法。 给OrderService的queryGoods方法添加@SentinelResource注解

    @SentinelResource("goods")
    public void queryGoods(){
    System.err.println("查询商品");
    }
    

    链路模式中,是对不同来源的两个链路做监控。但是sentinel默认会给进入SpringMVC的所有请求设置同一个root资源,会导致链路模式失效。 我们需要关闭这种对SpringMVC的资源聚合,修改order-service服务的application.yml文件

    spring:
    cloud:
    sentinel:
      web-context-unify: false # 关闭context整合
    

    重启服务,访问/order/query和/order/save, img 可以查看到sentinel的簇点链路规则中,出现了新的资源 img 5添加流控规则 点击goods资源后面的流控按钮,在弹出的表单中填写下面信息 只统计从/order/query进入/goods的资源,QPS阈值为2,超出则被限流。img 6Jmeter测试 选择《流控模式-链路》 可以看到这里200个用户,50秒内发完,QPS为4,超过了我们设定的阈值2 一个http请求是访问/order/save 运行的结果 完全不受影响。 另一个是访问/order/query 运行结果 每次只有2个通过。img img img img img

    2.2.3.总结

    流控模式有哪些? img

    2.3.流控效果

    在流控的高级选项中,还有一个流控效果选项 流控效果是指请求达到流控阈值时应该采取的措施,包括三种img

  • 快速失败达到阈值后,新的请求会被立即拒绝并抛出FlowException异常。是默认的处理方式。

  • warm up预热模式,对超出阈值的请求同样是拒绝并抛出异常。但这种模式阈值会动态变化,从一个较小值逐渐增加到最大阈值。

  • 排队等待让所有的请求按照先后次序排队执行,两个请求的间隔不能小于指定时长

    2.3.1.warm up

    阈值一般是一个微服务能承担的最大QPS,但是一个服务刚刚启动时,一切资源尚未初始化冷启动,如果直接将QPS跑到最大值,可能导致服务瞬间宕机。 warm up也叫预热模式,是应对服务冷启动的一种方案。请求阈值初始值是 maxThreshold / coldFactor,持续指定时长后,逐渐提高到maxThreshold值。而coldFactor的默认值是3. 例如,我设置QPS的maxThreshold为10,预热时间为5秒,那么初始阈值就是 10 / 3 ,也就是3,然后在5秒后逐渐增长到10. 案例 先访问img

    http://localhost:8080/order/101
    

    需求给/order/{orderId}这个资源设置限流,最大QPS为10,利用warm up效果,预热时长为5秒 1配置流控规则 img 2Jmeter测试 选择《流控效果,warm up》 img QPS为10. 刚刚启动时,大部分请求失败,成功的只有3个,说明QPS被限定在3 随着时间推移,成功比例越来越高 到Sentinel控制台查看实时监控 一段时间后 img img img img

    2.3.2.排队等待

    当请求超过QPS阈值时,快速失败和warm up 会拒绝新的请求并抛出异常。 而排队等待则是让所有请求进入一个队列中,然后按照阈值允许的时间间隔依次执行。后来的请求必须等待前面执行完成,如果请求预期的等待时间超出最大时长,则会被拒绝。 工作原理 例如QPS = 5,意味着每200ms处理一个队列中的请求timeout = 2000,意味着预期等待时长超过2000ms的请求会被拒绝并抛出异常。 那什么叫做预期等待时长呢?img 比如现在一下子来了12 个请求,因为每200ms执行一个请求,那么

  • 第6个请求的预期等待时长 = 200 * 6 - 1 = 1000ms

  • 第12个请求的预期等待时长 = 200 * 12-1 = 2200ms 现在,第1秒同时接收到10个请求,但第2秒只有1个请求,此时QPS的曲线这样的 img 如果使用队列模式做流控,所有进入的请求都要排队,以固定的200ms的间隔执行,QPS会变的很平滑 img 平滑的QPS曲线,对于服务器来说是更友好的。 案例 需求给/order/{orderId}这个资源设置限流,最大QPS为10,利用排队的流控效果,超时时长设置为5s 1添加流控规则 img 2Jmeter测试 选择《流控效果,队列》 QPS为15,已经超过了我们设定的10。img 如果是之前的 快速失败、warmup模式,超出的请求应该会直接报错。 但是我们看看队列模式的运行结果 全部都通过了。img 再去sentinel查看实时监控的QPS曲线 img QPS非常平滑,一致保持在10,但是超出的请求没有被拒绝,而是放入队列。因此响应时间等待时间会越来越长。 当队列满了以后,才会有部分请求失败 img

    2.3.3.总结

    流控效果有哪些?

  • 快速失败QPS超过阈值时,拒绝新的请求

  • warm up QPS超过阈值时,拒绝新的请求QPS阈值是逐渐提升的,可以避免冷启动时高并发导致服务宕机。

  • 排队等待请求会进入队列,按照阈值允许的时间间隔依次执行请求如果请求预期等待时长大于超时时间,直接拒绝 img

    2.4.热点参数限流

    之前的限流是统计访问某个资源的所有请求,判断是否超过QPS阈值。而热点参数限流是分别统计参数值相同的请求,判断是否超过QPS阈值。

    2.4.1.全局参数限流

    例如,一个根据id查询商品的接口 访问/goods/{id}的请求中,id参数值会有变化,热点参数限流会根据参数值分别统计QPS,统计结果 当id=1的请求触发阈值被限流时,id值不为1的请求不受影响。img img 配置示例 代表的含义是对hot这个资源的0号参数第一个参数做统计,每1秒相同参数值的请求数不能超过5img

    2.4.2.热点参数限流

    刚才的配置中,对查询商品这个接口的所有商品一视同仁,QPS都限定为5. 而在实际开发中,可能部分商品是热点商品,例如秒杀商品,我们希望这部分商品的QPS限制与其它商品不一样,高一些。那就需要配置热点参数限流的高级选项了 结合上一个配置,这里的含义是对0号的long类型参数限流,每1秒相同参数的QPS不能超过5,有两个例外img

    2.4.4.案例

    案例需求给/order/{orderId}这个资源添加热点参数限流,规则如下

  • 默认的热点参数规则是每1秒请求量不超过2

  • 给102这个参数设置例外每1秒请求量不超过4

  • 给103这个参数设置例外每1秒请求量不超过10 注意事项热点参数限流对默认的SpringMVC资源无效,需要利用@SentinelResource注解标记资源 1标记资源 给order-service中的OrderController中的/order/{orderId}资源添加注解 修改完之后,记得重启一下order-service服务img 2热点参数限流规则 访问该接口,可以看到我们标记的hot资源出现了 这里不要点击hot后面的按钮,页面有BUGimg 点击左侧菜单中热点规则菜单 点击新增,填写表单 img img 3Jmeter测试 选择《热点参数限流 QPS1》 这里发起请求的QPS为5.img 包含3个http请求 普通参数,QPS阈值为2 运行结果 例外项,QPS阈值为4 img img img 运行结果 img 例外项,QPS阈值为10 img 运行结果 img img

    3.隔离和降级

    限流是一种预防措施,虽然限流可以尽量避免因高并发而引起的服务故障,但服务还会因为其它原因而故障。 而要将这些故障控制在一定范围,避免雪崩,就要靠线程隔离舱壁模式和熔断降级手段了。 线程隔离之前讲到过调用者在调用服务提供者时,给每个调用的请求分配独立线程池,出现故障时,最多消耗这个线程池内资源,避免把调用者的所有资源耗尽。 img 熔断降级是在调用方这边加入断路器,统计对服务提供者的调用,如果调用的失败比例过高,则熔断该业务,不允许访问该服务的提供者了。 img 可以看到,不管是线程隔离还是熔断降级,都是对客户端调用方的保护。需要在调用方 发起远程调用时做线程隔离、或者服务熔断。 而我们的微服务远程调用都是基于Feign来完成的,因此我们需要将Feign与Sentinel整合,在Feign里面实现线程隔离和服务熔断。

    3.1.FeignClient整合Sentinel

    SpringCloud中,微服务调用都是通过Feign来实现的,因此做客户端保护必须整合Feign和Sentinel。

    3.1.1.修改配置,开启sentinel功能

    修改OrderService的application.yml文件,开启Feign的Sentinel功能

    feign:
    sentinel:
    enabled: true # 开启feign对sentinel的支持
    

    img

    3.1.2.编写失败降级逻辑

    业务失败后,不能直接报错,而应该返回用户一个友好提示或者默认结果,这个就是失败降级逻辑。 给FeignClient编写失败后的降级逻辑

  • 方式一FallbackClass,无法对远程调用的异常做处理

  • 方式二FallbackFactory,可以对远程调用的异常做处理,我们选择这种 这里我们演示方式二的失败降级处理。 步骤一在feing-api项目中定义类,实现FallbackFactory 代码img

    package cn.itcast.feign.clients.fallback;
    import cn.itcast.feign.clients.UserClient;
    import cn.itcast.feign.pojo.User;
    import feign.hystrix.FallbackFactory;
    import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
    @Slf4j
    public class UserClientFallbackFactory implements FallbackFactory<UserClient> {
    @Override
    public UserClient create(Throwable throwable) {
        return new UserClient() {
            @Override
            public User findById(Long id) {
                log.error("查询用户异常", throwable);
                // 根据业务需求返回默认的数据,例如这里返回了空用户
                return new User();
            }
        };
    }
    }
    

    步骤二在feing-api项目中的DefaultFeignConfiguration类中将UserClientFallbackFactory注册为一个Bean

    @Bean
    public UserClientFallbackFactory userClientFallbackFactory(){
    return new UserClientFallbackFactory();
    }
    

    步骤三在feing-api项目中的UserClient接口中使用UserClientFallbackFactory

    import cn.itcast.feign.clients.fallback.UserClientFallbackFactory;
    import cn.itcast.feign.pojo.User;
    import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
    import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
    @FeignClient(value = "userservice", fallbackFactory = UserClientFallbackFactory.class)
    public interface UserClient {
    @GetMapping("/user/{id}")
    User findById(@PathVariable("id") Long id);
    }
    

    重启服务后,访问一次订单查询业务,然后查看sentinel控制台,可以看到新的簇点链路 img

    3.1.3.总结

    Sentinel支持的雪崩解决方案

  • 线程隔离仓壁模式

  • 降级熔断 Feign整合Sentinel的步骤

  • 在application.yml中配置feign.sentienl.enable=true

  • 给FeignClient编写FallbackFactory并注册为Bean

  • 将FallbackFactory配置到FeignClient img

    3.2.线程隔离舱壁模式

    3.2.1.线程隔离的实现方式

    线程隔离有两种方式实现

  • 线程池隔离

  • 信号量隔离Sentinel默认采用 如图 线程池隔离给每个服务调用业务分配一个线程池,利用线程池本身实现隔离效果img 信号量隔离不创建线程池,而是计数器模式,记录业务使用的线程数量,达到信号量上限时,禁止新的请求。 两者的优缺点 img img

    3.2.2.sentinel的线程隔离

    用法说明 在添加限流规则时,可以选择两种阈值类型 img

  • QPS就是每秒的请求数,在快速入门中已经演示过

  • 线程数是该资源能使用用的tomcat线程数的最大值。也就是通过限制线程数量,实现线程隔离舱壁模式。 案例需求给 order-service服务中的UserClient的查询用户接口设置流控规则,线程数不能超过 2。然后利用jemeter测试。 1配置隔离规则 选择feign接口后面的流控按钮 img 填写表单 img 2Jmeter测试 选择《阈值类型-线程数<2》 一次发生10个请求,有较大概率并发线程数超过2,而超出的请求会走之前定义的失败降级逻辑。img 查看运行结果 img 发现虽然结果都是通过了,不过部分请求得到的响应是降级返回的null信息。

    3.2.3.总结

    线程隔离的两种手段是?

  • 信号量隔离

  • 线程池隔离 信号量隔离的特点是?

  • 基于计数器模式,简单,开销小 线程池隔离的特点是?

  • 基于线程池模式,有额外开销,但隔离控制更强 img

    3.3.熔断降级

    熔断降级是解决雪崩问题的重要手段。其思路是由断路器统计服务调用的异常比例、慢请求比例,如果超出阈值则会熔断该服务。即拦截访问该服务的一切请求而当服务恢复时,断路器会放行访问该服务的请求。 断路器控制熔断和放行是通过状态机来完成的 状态机包括三个状态img

  • closed关闭状态,断路器放行所有请求,并开始统计异常比例、慢请求比例。超过阈值则切换到open状态

  • open打开状态,服务调用被熔断,访问被熔断服务的请求会被拒绝,快速失败,直接走降级逻辑。Open状态5秒后会进入half-open状态

  • half-open半开状态,放行一次请求,根据执行结果来判断接下来的操作。 请求成功则切换到closed状态请求失败则切换到open状态

  • 请求成功则切换到closed状态

  • 请求失败则切换到open状态 断路器熔断策略有三种慢调用、异常比例、异常数

    3.3.1.慢调用

    慢调用业务的响应时长RT大于指定时长的请求认定为慢调用请求。在指定时间内,如果请求数量超过设定的最小数量,慢调用比例大于设定的阈值,则触发熔断。 例如 img 解读RT超过500ms的调用是慢调用,统计最近10000ms内的请求,如果请求量超过10次,并且慢调用比例不低于0.5,则触发熔断,熔断时长为5秒。然后进入half-open状态,放行一次请求做测试。 案例 需求给 UserClient的查询用户接口设置降级规则,慢调用的RT阈值为50ms,统计时间为1秒,最小请求数量为5,失败阈值比例为0.4,熔断时长为5 1设置慢调用 修改user-service中的/user/{id}这个接口的业务。通过休眠模拟一个延迟时间 此时,orderId=101的订单,关联的是id为1的用户,调用时长为60ms orderId=102的订单,关联的是id为2的用户,调用时长为非常短 img img img 2设置熔断规则 先删除之前的流控规则,防止产生影响 下面,给feign接口设置降级规则 规则 超过50ms的请求都会被认为是慢请求img img img 3测试 在浏览器访问http://localhost:8088/order/101,快速刷新5次,可以发现 触发了熔断,请求时长缩短至5ms,快速失败了,并且走降级逻辑,返回的nullimg 在浏览器访问http://localhost:8088/order/102,竟然也被熔断了 img

    3.3.2.异常比例、异常数

    异常比例或异常数统计指定时间内的调用,如果调用次数超过指定请求数,并且出现异常的比例达到设定的比例阈值或超过指定异常数,则触发熔断。 例如,一个异常比例设置 img 解读统计最近1000ms内的请求,如果请求量超过10次,并且异常比例不低于0.4,则触发熔断。 一个异常数设置 解读统计最近1000ms内的请求,如果请求量超过10次,并且异常比例不低于2次,则触发熔断。img 案例 需求给 UserClient的查询用户接口设置降级规则,统计时间为1秒,最小请求数量为5,失败阈值比例为0.4,熔断时长为5s 1设置异常请求 首先,修改user-service中的/user/{id}这个接口的业务。手动抛出异常,以触发异常比例的熔断 也就是说,id 为 2时,就会触发异常 我们访问一下img

    http://localhost:8080/order/102
    

    抛出异常 img 2设置熔断规则 删除之前的熔断规则 img 下面,给feign接口设置降级规则 规则 在5次请求中,只要异常比例超过0.4,也就是有2次以上的异常,就会触发熔断。img img 3测试 在浏览器快速访问http://localhost:8088/order/102,快速刷新5次,触发熔断 此时,我们去访问本来应该正常的103 总结 Sentinel熔断降级的策略有哪些?img img

  • 慢调用比例: 超过指定时长的调用为慢调用,统计单位时长内 慢调用的比例,超过阈值则熔断

  • 异常比例:统计单位时长内异常调用的比例,超过阈值则熔断

  • 异常数:统计单位时长内异常调用的次数,超过阈值则熔断 img

    4.授权规则

    授权规则可以对请求方来源做判断和控制。

    4.1.授权规则

    4.1.1.基本规则

    授权规则可以对调用方的来源做控制,有白名单和黑名单两种方式。

  • 白名单来源origin在白名单内的调用者允许访问

  • 黑名单来源origin在黑名单内的调用者不允许访问 点击左侧菜单的授权,可以看到授权规则 img

  • 资源名就是受保护的资源,例如/order/{orderId}

  • 流控应用是来源者的名单, 如果是勾选白名单,则名单中的来源被许可访问。如果是勾选黑名单,则名单中的来源被禁止访问。

  • 如果是勾选白名单,则名单中的来源被许可访问。

  • 如果是勾选黑名单,则名单中的来源被禁止访问。 比如 img 我们允许请求从gateway到order-service,不允许浏览器访问order-service,那么白名单中就要填写网关的来源名称origin。

    4.1.2.如何获取origin

    Sentinel是通过RequestOriginParser这个接口的parseOrigin来获取请求的来源的。

    public interface RequestOriginParser {
    /**
     * 从请求request对象中获取origin,获取方式自定义
     */
    String parseOrigin(HttpServletRequest request);
    }
    

    这个方法的作用就是从request对象中,获取请求者的origin值并返回。 默认情况下,sentinel不管请求者从哪里来,返回值永远是default,也就是说一切请求的来源都被认为是一样的值default。 因此,我们需要自定义这个接口的实现,让不同的请求,返回不同的origin。 例如order-service服务中,我们定义一个RequestOriginParser的实现类

    package cn.itcast.order.sentinel;
    import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.spring.webmvc.callback.RequestOriginParser;
    import org.springframework.stereotype.Component;
    import org.springframework.util.StringUtils;
    import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
    @Component
    public class HeaderOriginParser implements RequestOriginParser {
    @Override
    public String parseOrigin(HttpServletRequest request) {
        // 1.获取请求头
        String origin = request.getHeader("origin");
        // 2.非空判断
        if (StringUtils.isEmpty(origin)) {
            origin = "blank";
        }
        return origin;
    }
    }
    

    我们会尝试从request-header中获取origin值。

    4.1.3.给网关添加请求头

    既然获取请求origin的方式是从reques-header中获取origin值,我们必须让所有从gateway路由到微服务的请求都带上origin头。 这个需要利用之前学习的一个GatewayFilter来实现,AddRequestHeaderGatewayFilter。 修改gateway服务中的application.yml,添加一个defaultFilter

    spring:
    cloud:
    gateway:
      default-filters:
        - AddRequestHeader=origin,gateway
      routes:
       # ...略
    

    img 这样,从gateway路由的所有请求都会带上origin头,值为gateway。而从其它地方到达微服务的请求则没有这个头。 配置完后我们重启Gateway和OrderService 访问

    http://localhost:8080/order/103
    
    4.1.4.配置授权规则

    接下来,我们添加一个授权规则,放行origin值为gateway的请求。 配置如下 现在,我们直接跳过网关,访问order-service服务 通过网关访问img img 我们访问

    http://localhost:8080/order/102
    

    发现直接报错了 而我们访问网关img

    http://localhost:10010/order/101?authorization=admin
    

    发现访问无误 img

    4.2.自定义异常结果

    默认情况下,发生限流、降级、授权拦截时,都会抛出异常到调用方。异常结果都是flow limmiting限流。这样不够友好,无法得知是限流还是降级还是授权拦截。

    4.2.1.异常类型

    而如果要自定义异常时的返回结果,需要实现BlockExceptionHandler接口

    public interface BlockExceptionHandler {
    /**
     * 处理请求被限流、降级、授权拦截时抛出的异常BlockException
     */
    void handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, BlockException e) throws Exception;
    }
    

    这个方法有三个参数

  • HttpServletRequest requestrequest对象

  • HttpServletResponse responseresponse对象

  • BlockException e被sentinel拦截时抛出的异常 这里的BlockException包含多个不同的子类 |异常|说明| |:—-:|:—-:| |FlowException|限流异常| |ParamFlowException|热点参数限流的异常| |DegradeException|降级异常| |AuthorityException|授权规则异常| |SystemBlockException|系统规则异常|

    4.2.2.自定义异常处理

    下面,我们就在order-service定义一个自定义异常处理类

    package cn.itcast.order.sentinel;
    import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.spring.webmvc.callback.BlockExceptionHandler;
    import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
    import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.authority.AuthorityException;
    import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeException;
    import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowException;
    import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.param.ParamFlowException;
    import org.springframework.stereotype.Component;
    import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
    import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
    @Component
    public class SentinelExceptionHandler implements BlockExceptionHandler {
    @Override
    public void handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, BlockException e) throws Exception {
        String msg = "未知异常";
        int status = 429;
        if (e instanceof FlowException) {
            msg = "请求被限流了";
        } else if (e instanceof ParamFlowException) {
            msg = "请求被热点参数限流";
        } else if (e instanceof DegradeException) {
            msg = "请求被降级了";
        } else if (e instanceof AuthorityException) {
            msg = "没有权限访问";
            status = 401;
        }
        response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
        response.setStatus(status);
        response.getWriter().println("{\"msg\": " + msg + ", \"status\": " + status + "}");
    }
    }
    

    重启测试,在不同场景下,会返回不同的异常消息. 先添加流控规则,设置QPS = 1 这里重启一下idea清理缓存 访问img

    http://localhost:8080/order/103
    

    限流 img 上面规则测试完之后记得删除,然后配置授权规则 img 授权拦截时 再此访问

    http://localhost:8080/order/103
    

    img

    5.规则持久化

    现在,sentinel的所有规则都是内存存储,重启后所有规则都会丢失。在生产环境下,我们必须确保这些规则的持久化,避免丢失。

    5.1.规则管理模式

    规则是否能持久化,取决于规则管理模式,sentinel支持三种规则管理模式

  • 原始模式Sentinel的默认模式,将规则保存在内存,重启服务会丢失。

  • pull模式

  • push模式

    5.1.1.pull模式

    pull模式控制台将配置的规则推送到Sentinel客户端,而客户端会将配置规则保存在本地文件或数据库中。以后会定时去本地文件或数据库中查询,更新本地规则。 缺点存在时效性问题,会有数据不一致问题 img

    5.1.2.push模式

    push模式控制台将配置规则推送到远程配置中心,例如Nacos。Sentinel客户端监听Nacos,获取配置变更的推送消息,完成本地配置更新。 img

    5.2.实现push模式

    详细步骤可以参考课前资料的《sentinel规则持久化》 img

    5.2.1 Sentinel 规则持久化

    一、修改order-service服务 修改OrderService,让其监听Nacos中的sentinel规则配置。 具体步骤如下 1.引入依赖 在order-service中引入sentinel监听nacos的依赖

    <dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId>
    </dependency>
    

    2.配置nacos地址 在order-service中的application.yml文件配置nacos地址及监听的配置信息

    spring:
    cloud:
    sentinel:
      datasource:
        flow:
          nacos:
            server-addr: localhost:8848 # nacos地址
            dataId: orderservice-flow-rules
            groupId: SENTINEL_GROUP
            rule-type: flow # 还可以是degrade、authority、param-flow
    

    修改完后重启order-service项目 二、修改sentinel-dashboard源码 SentinelDashboard默认不支持nacos的持久化,需要修改源码。

  • 解压 解压课前资料中的sentinel源码包 然后并用IDEA打开这个项目,结构如下 img img

  • 修改nacos依赖 在sentinel-dashboard源码的pom文件中,nacos的依赖默认的scope是test,只能在测试时使用,这里要去除 将sentinel-datasource-nacos依赖的scope去掉img

    <dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId>
    </dependency>
    
  • 添加nacos支持 在sentinel-dashboard的test包下,已经编写了对nacos的支持,我们需要将其拷贝到main下。 img

  • 修改nacos地址 然后,还需要修改测试代码中的NacosConfig类 img 修改其中的nacos地址,让其读取application.properties中的配置 在sentinel-dashboard的application.properties中添加nacos地址配置img

    nacos.addr=localhost:8848
    
  • 配置nacos数据源 另外,还需要修改com.alibaba.csp.sentinel.dashboard.controller.v2包下的FlowControllerV2类 让我们添加的Nacos数据源生效 img img

  • 修改前端页面 接下来,还要修改前端页面,添加一个支持nacos的菜单。 修改src/main/webapp/resources/app/scripts/directives/sidebar/目录下的sidebar.html文件 img 将其中的这部分注释打开 img 修改其中的文本 img

  • 重新编译、打包项目 运行IDEA中的maven插件,编译和打包修改好的Sentinel-Dashboard img 8.启动 启动方式跟官方一样

    java -jar sentinel-dashboard.jar
    

    如果要修改nacos地址,需要添加参数 这里我们用项目资料中老师打包好的 更改order-service的配置文件的端口,因为老师的jar包是8080端口 img img 之后启动jar包

    java -jar -Dnacos.addr=localhost:8848 sentinel-dashboard.jar
    

    打开浏览器访问登录sentinel

    http://localhost:8080/#/login
    

    先访问,加载簇点链路img

    http://localhost:8088/order/103
    

    刷新sentinel(这里可以重启一下IDEA) 访问

    http://localhost:8080/#/dashboard
    

    清楚后重新登录sentinel,发现多了流控规则 点击新增流控规则 img img img 资源名

    /order/{orderId}
    

    img 访问

    http://localhost:8848/nacos/
    

    发现多出来了一条配置列表,正是我们的限流规则 访问2次img

    http://localhost:8088/order/101
    

    我们重启IDEA,看一下限流规则消失没 再2次访问img img

    http://localhost:8088/order/101
    

    发现限流规则没有消失,实现了持久化 img

每日一言

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