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04、微服务限流Sentinel讲解（四）

分类：sentinel 教程2    2024-03-03    阅读(93)

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。

 

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。

 

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

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

①方式一：FallbackClass，无法对远程调用的异常做处理

②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：

```java 
​
 import cn.feign.clients.UserClient;
 import cn.feign.pojo.User;
 import feign.hystrix.FallbackFactory;
 import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
 ​
 @Slf4j
 public class UserClientFallbackFactory implements FallbackFactory {
     @Override
     public UserClient create(Throwable throwable) {
         return new UserClient() {
             @Override
             public User findById(Long id) {
                 log.error("查询用户异常", throwable);
                 return new User();
             }
         };
     }
 }
 ​

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

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

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

```java 
 import cn.feign.clients.fallback.UserClientFallbackFactory;
 import cn.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：

 

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

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

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。

 

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：

 

  • 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）。

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

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：

  • 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

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：

 

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。

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：

 

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。