Sentinel使用详解

组件简介

Sentinel是阿里开源的一套用于服务容错的综合性解决方案。它以流量为切入点，从流量控制、熔断降级、系统负载保护等多个维度来保护服务的稳定性。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。

Sentinel核心分为两个部分：

核心库（Java客户端）：能够运行于所有Java运行时环境，同时对Dubbo/SpringCloud等框架也有较好的支持。
控制台（Dashboard）：基于SpringBoot开发，打包后可以直接运行。

限流的目的防止恶意请求流量、恶意攻击，或者防止流量超过系统峰值。

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使用场景

Sentinel是阿里巴巴开源的分布式系统的流量防卫兵，主要用于服务容错，它以流量作为切入点，从流量控制、熔断降级、系统保护等多个维度来帮助用户解决分布式系统的稳定性问题。

Sentinel的常见用途和使用场景包括：

流量控制 ：Sentinel可以控制流量的访问速率，防止系统在流量过大的情况下被压垮。它可以根据预设的规则对流量进行限制，保证系统在流量过大时能够自动缩容，保护系统的稳定性和可用性。
熔断降级 ：当某个服务出现故障或者响应过慢时，Sentinel可以通过熔断降级机制来自动切断对该服务的调用，避免故障扩散到整个系统。同时，Sentinel还支持自定义降级逻辑，可以根据实际情况进行灵活的降级处理。
系统保护 ：Sentinel可以实时监控系统的资源使用情况，如CPU、内存、网络带宽等，当系统资源达到预设阈值时，可以自动触发保护机制，如自动扩容、自动限流等，确保系统在高负载情况下能够正常运行。
实时监控 ：Sentinel提供了实时的监控功能，可以通过控制台查看接入应用的单台机器秒级数据，甚至500台以下规模的集群的汇总运行情况。同时，Sentinel还支持与第三方监控系统集成，如Prometheus、Grafana等，方便用户进行统一的监控和管理。
开源生态 ：Sentinel提供了丰富的开源生态，与Spring Cloud、Dubbo、gRPC等微服务框架和库有很好的整合能力。用户只需要引入相应的依赖并进行简单的配置即可快速地接入Sentinel。同时，Sentinel还提供了Java/Go/C++等多语言的原生实现，方便用户进行跨语言开发。

Sentinel是一个功能强大的分布式系统流量防卫兵，可以帮助用户解决分布式系统的稳定性问题，提高系统的可用性和可靠性。

组件架构

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Sentinel的架构主要包括以下几个部分：

Sentinel控制台：这是Sentinel的管理控制台，用于配置和管理Sentinel规则。
Sentinel核心库：这是Sentinel的核心部分，用于实现流量控制、熔断降级等功能。
Sentinel插件：Sentinel支持多种插件，如Dubbo插件、SpringCloud插件等，这些插件可以帮助Sentinel更好地集成到不同的框架和环境中。

在Sentinel的架构中，流量控制是核心功能之一。Sentinel通过限流、流量整形、熔断降级等手段来控制流量，确保系统能够稳定地运行。同时，Sentinel还提供了系统负载保护和热点防护等功能，进一步增强了系统的稳定性。

控制台

Sentinel控制台是Sentinel提供的一个轻量级的控制台，它提供机器发现、单机资源实时监控以及规则管理等功能。Sentinel控制台是一个基于SpringBoot开发的项目，可以直接使用jar命令启动项目。通过访问控制台提供的URL，用户可以管理Sentinel的规则和配置，实时监控系统的资源使用情况，以及进行其他相关的管理操作。

在Sentinel控制台中，用户可以定义和修改限流规则、熔断降级规则等，以确保系统的稳定性和可用性。同时，控制台还提供了实时的系统资源监控功能，用户可以方便地查看系统的CPU、内存、网络等资源的使用情况，以便及时发现和解决问题。

Sentinel控制台是Sentinel的一个重要组成部分，它为用户提供了方便的管理和监控功能，帮助用户更好地管理和维护系统的稳定性和可用性。

Sentinel控制台的使用方法主要包括以下步骤：

下载并启动Sentinel控制台：可以从Sentinel的官方网站或GitHub仓库下载Sentinel控制台的jar包，然后通过命令行启动。启动时可以通过指定不同的参数来配置控制台的行为，例如指定控制台端口、配置规则等。
配置规则：在Sentinel控制台中，可以定义和修改限流规则、熔断降级规则等。这些规则可以根据实际需求进行配置，例如设置阈值、触发条件等。
监控系统资源：Sentinel控制台提供了实时的系统资源监控功能，可以查看系统的CPU、内存、网络等资源的使用情况。这些数据可以帮助用户及时发现和解决问题。
管理机器列表：Sentinel控制台可以收集Sentinel客户端发送的心跳包，用于判断机器是否在线。同时，也可以通过控制台管理机器列表，包括添加、删除和修改机器信息等。
其他管理功能：除了上述功能外，Sentinel控制台还提供了其他管理功能，例如规则管理和推送、鉴权等。这些功能可以根据实际需求进行配置和使用。

需要注意的是，使用Sentinel控制台需要具备一定的Java和SpringBoot基础知识，以及对Sentinel和微服务架构有一定的了解。同时，在使用过程中需要注意安全性和稳定性问题，确保系统的正常运行。

核心库

Sentinel的核心库是一个轻量级的开源库，不依赖任何框架或库，能够运行于Java 8及以上的版本的运行时环境中。同时，它对Spring Cloud、Dubbo、gRPC等微服务框架提供了很好的支持。

Sentinel的核心骨架将不同的Slot按照顺序串在一起（责任链模式），从而将不同的功能（限流、降级、系统保护）组合在一起。具体来说，Slot Chain可以分为统计数据构建部分(statistic)和判断部分(rule checking)。

Sentinel的核心库支持广泛的开源组件，包括但不限于以下组件：

Spring Cloud ：Sentinel与Spring Cloud有很好的整合，可以方便地集成到Spring Cloud环境中。
Dubbo ：Dubbo是一个高性能、轻量级的分布式服务框架，Sentinel对Dubbo有很好的支持。
gRPC ：gRPC 是一个高性能、开源的通用RPC框架，Sentinel也支持与gRPC的集成。

此外，Sentinel还提供了Java/Go/C++等多语言的原生实现，并提供了完善的SPI扩展机制，方便用户进行自定义扩展。

插件

Sentinel插件是Sentinel生态系统中的一部分，它允许用户将Sentinel集成到不同的框架和环境中。Sentinel插件的目的是提供与各种框架和库的整合，使用户能够更方便地使用Sentinel的功能。

Sentinel插件通常包括与特定框架或库的适配代码，以便Sentinel能够与这些框架或库无缝集成。例如，Sentinel提供了与Spring Cloud、Dubbo、gRPC等微服务框架的插件，这些插件可以帮助用户在微服务环境中轻松地应用Sentinel的限流、熔断等功能。

通过使用Sentinel插件，用户可以更轻松地将Sentinel集成到他们的项目中，并利用Sentinel提供的各种功能来保护服务的稳定性和可用性。同时，Sentinel插件还提供了扩展和定制化的能力，以满足不同用户的特定需求。

安装Sentinel插件的具体步骤可能因插件类型和目标环境而有所不同。一般来说，您可以按照以下步骤进行安装：

下载插件：首先，从Sentinel的官方网站或仓库下载所需的插件。通常，插件会以jar包的形式提供。
配置依赖：将插件的jar包添加到您的项目依赖中。如果您使用的是Maven或Gradle等构建工具，可以在项目的构建配置文件中添加插件的依赖项。
配置规则：根据您的需求，配置Sentinel的规则。这可能包括限流规则、熔断降级规则等。您可以在插件的配置文件中进行这些规则的配置。
启动应用：启动您的应用程序，并确保Sentinel插件已正确加载并运行。

Sentinel的主要插件包括Sentinel控制台插件和Sentinel Spring Cloud插件。

Sentinel控制台插件：这是Sentinel提供的一个轻量级的控制台，它提供机器发现、单机资源实时监控以及规则管理等功能。
Sentinel Spring Cloud插件：这个插件支持Spring Cloud微服务框架，允许用户在Spring Cloud环境中方便地使用Sentinel的限流、熔断等功能。

限流

限流的原理

限流的原理主要是通过流量控制来保证系统接收到的请求量在正常范围内。由于任何系统的吞吐量都有上限，所以必须设置合理的限定值，以避免流量洪峰将整个系统打垮。常用的限流算法有计数器算法（固定窗口限流+滑动窗口限流）、令牌桶算法、漏桶算法等。这些算法的主要目的是在保障系统不被流量压垮的同时，确保系统高效、稳定地运行。

限流规则配置

Sentinel的限流规则配置可以通过以下步骤进行：

添加限流规则：在Sentinel控制台中，您可以添加限流规则。选择需要限流的服务或接口，并设置限流阈值和限流模式。例如，您可以设置每秒只能访问10次某个服务或接口，超出部分将被限流。
配置规则优先级：您可以根据业务需求设置规则的优先级。例如，您可以设置一些高优先级的规则，以确保关键业务不被影响。
配置规则触发方式：您可以根据实际需求选择规则的触发方式。例如，您可以设置规则为固定窗口时间触发，或者滑动窗口时间触发。
配置规则阈值：您可以根据实际需求设置规则的阈值。例如，您可以设置一个阈值，当某个服务的访问量达到该阈值时，规则将被触发。
配置规则关联资源：您可以为规则关联一个或多个资源。例如，您可以为某个服务或接口关联多个限流规则。
保存和发布规则：在配置完规则后，您需要保存并发布规则，以便Sentinel能够按照规则进行限流。

限流规则类型

Sentinel的限流规则类型主要包括以下几种：

计数限流：基于计数器的限流，通过计数器记录请求的数量，当请求数量超过预设阈值时，触发限流。
时间窗口限流：基于时间窗口的限流，将时间划分为固定长度的时间窗口，每个时间窗口内的请求数量有限制，当请求数量超过限制时，触发限流。
链路限流：对链路上的流量进行限制，确保链路上的请求不会超过预设的阈值，从而保护链路不受过大流量的冲击。

Sentinel安装

Sentinel的安装取决于您的使用场景和目标环境。以下是两种常见的安装方式：

源码安装：如果您想从源码进行安装，可以访问Sentinel的官方GitHub仓库，下载源码并按照说明进行安装。具体的安装步骤可能因版本和目标环境而有所不同，请确保您按照正确的说明进行操作。
下载Jar包安装：如果您想直接下载Sentinel的Jar包进行安装，可以访问Sentinel的官方网站或GitHub仓库，找到合适的版本并下载。然后，在命令行中运行该Jar包即可启动Sentinel。默认情况下，Sentinel使用8080端口，如果该端口已被使用，可以指定其他端口。例如，使用8858端口的命令可能如下：java -Dserver.port=8858 -jar sentinel-dashboard-1.8.0.jar

无论您选择哪种安装方式，确保按照正确的说明进行操作，并根据您的需求进行适当的配置。同时，注意处理任何可能的安全性问题，以确保Sentinel的安全运行。

Sentinel与Nacos集成

Sentinel与Nacos的集成主要是通过Sentinel的数据源扩展来实现的。

首先，您需要在Spring Cloud应用的pom.xml中引入Spring Cloud Alibaba的Sentinel模块和Nacos存储扩展的依赖。

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId>
    <version>1.7.0</version>
</dependency>

然后，在Spring Cloud应用中添加配置信息。例如：

spring:
  application:
    name: sentinel-server
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        dashboard: 127.0.0.1:8080
      datasource:
        nacos:
          server-addr: 127.0.0.1:8848
          data-id: ${spring.application.name}-nacos

这些配置将指定Sentinel Dashboard的服务地址以及与Nacos的连接信息。Nacos作为数据源，用于存储Sentinel的规则和统计数据。

完成以上配置后，Sentinel将能够与Nacos进行集成，并使用Nacos作为其数据存储后端。您可以在Sentinel控制台中管理规则，这些规则将自动同步到Nacos中，并在Sentinel客户端中生效。同时，Sentinel客户端也将从Nacos中获取统计数据和其他相关信息。

Springboot与Sentinel集成示例

添加依赖：在Spring Boot项目的pom.xml文件中添加Sentinel的依赖项，例如：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>最新版本</version>
</dependency>

配置规则：在Sentinel控制台中配置规则，或者通过编程方式在代码中配置规则。例如，在代码中配置流量控制规则：

@Configuration
public class SentinelConfig {
    @Bean
    public BlockHandler blockHandler() {
        return new BlockHandler() {
            @Override
            public void blockHandler(BlockHandlerRequest request, BlockHandlerResponse response) {
                // 流量控制处理逻辑
            }
        };
    }
}

启动应用：启动Spring Boot应用，Sentinel会自动集成并监控微服务的流量。当流量超出设定的阈值或发生异常时，Sentinel会自动触发熔断降级机制，保护微服务的稳定性和可用性。
监控和保护微服务：通过Sentinel的监控功能，您可以实时查看微服务的资源使用情况、请求量、响应时间等指标。当流量超出设定的阈值或发生异常时，Sentinel会自动触发熔断降级机制，保护微服务的稳定性和可用性。

需要注意的是，具体的Sentinel使用方法可能因版本和环境而有所不同。

Prometheus监控Sentinel

Prometheus可以用于监控Sentinel。以下是一种常见的配置方法：

在Sentinel的配置文件中，将Sentinel的监控数据暴露为HTTP服务。例如，可以配置以下内容：

csp.sentinel.api.port: 8719
csp.sentinel.dashboard.server.port: 8080
csp.sentinel.dashboard.server.threadnum: 10

在Prometheus的配置文件中，添加一个目标来监控Sentinel的HTTP服务。例如：

scrape_configs:
- job_name: sentinel
  static_configs:
  - targets: ['localhost:8719']

启动Prometheus和Sentinel服务。Prometheus将自动开始收集Sentinel的监控数据，并将其存储在时间序列数据库中。
在Prometheus的Web界面中，您可以查看Sentinel的监控数据，包括流量控制、熔断降级等指标。

组件对比

	Sentinel	Hystrix	resilience4j
隔离策略	信号量隔离（并发控制）	线程池隔离/信号量隔离	信号量隔离
熔断降级策略	基于慢调用比例、异常比例、异常数	基于异常比例	基于异常比例、响应时间
实时统计实现	滑动窗口（LeapArray）	滑动窗口（基于 RxJava）	Ring Bit Buffer
动态规则配置	支持近十种动态数据源	支持多种数据源	有限支持
扩展性	多个扩展点	插件的形式	接口的形式
基于注解的支持	支持	支持	支持
单机限流	基于 QPS，支持基于调用关系的限流	有限的支持	Rate Limiter
集群流控	支持	不支持	不支持
流量整形	支持预热模式与匀速排队控制效果	不支持	简单的 Rate Limiter 模式
系统自适应保护	支持	不支持	不支持
热点识别/防护	支持	不支持	不支持
多语言支持	Java/Go/C++	Java	Java
Service Mesh 支持	支持 Envoy/Istio	不支持	不支持
控制台	提供开箱即用的控制台，可配置规则、实时监控、机器发现等	简单的监控查看	不提供控制台，可对接其它监控系统