随笔记录

Sentinel 熔断器介绍及应用

2025-3-14 diaba 分布式

1. Sentinel 简介

Sentinel 是阿里巴巴开源的一款面向分布式系统的高可用防护组件，主要以流量为切入点，从流量控制、熔断降级、系统负载保护等多个维度帮助开发者保障微服务的稳定性。Sentinel 在阿里巴巴内部被广泛应用于高并发场景，能够有效应对流量洪峰和依赖服务故障。

2. Sentinel 的核心功能

Sentinel 的核心功能包括以下几个方面：

1. 流量控制（Flow Control）
   通过限制流量，防止系统过载，支持基于 QPS（每秒查询量）和线程数的流量控制。

2. 熔断降级（Circuit Breaker）
   当依赖服务出现故障时，自动熔断调用，避免故障扩散，保护上游服务。

3. 系统负载保护（System Protection）
   根据系统负载（如 CPU 使用率、线程池使用率等）进行保护，防止系统过载。

4. 热点参数限流（Hotspot Param Flow Control）
   对特定参数进行限流，避免某些高频参数导致系统过载。

5. 实时监控与动态规则配置
   提供 Dashboard，支持实时监控和动态修改规则。

3. Sentinel 的熔断降级机制

Sentinel 的熔断降级功能是其核心特性之一。它通过以下机制实现熔断：

• 熔断策略：支持基于异常比例、异常数、慢调用比例等多种熔断策略。
• 熔断状态：包括 关闭状态（Closed）、打开状态（Open） 和 半开状态（Half-Open）。
• 恢复机制：在熔断后，经过一定时间（恢复时间窗口）自动进入半开状态，尝试恢复调用。

4. Sentinel 的使用场景

Sentinel 适用于以下场景：

• 微服务架构：保护微服务之间的调用，避免因下游服务故障导致整个系统崩溃。
• 高并发系统：通过流量控制和熔断降级，防止系统过载。
• 分布式系统：保护系统免受外部依赖故障的影响。

5. Sentinel 的使用示例

以下是一个基于 Spring Cloud Alibaba 的 Sentinel 使用示例，展示如何在 Java 微服务中实现熔断降级。

5.1 引入依赖

在 pom.xml 中添加 Sentinel 和 Spring Cloud Alibaba 的依赖：

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

5.2 配置文件

在 application.yml 中配置 Sentinel 的基本参数：

spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8080  # Sentinel Dashboard 地址

5.3 定义熔断规则

在代码中定义熔断规则：

import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeRuleManager;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

@Service
public class SentinelService {

    // 定义熔断规则
    static {
        List<DegradeRule> rules = new ArrayList<>();
        DegradeRule rule = new DegradeRule();
        rule.setResource("testDegrade");
        rule.setCount(1); // 当1秒内异常数超过1时触发熔断
        rule.setTimeWindow(10); // 熔断10秒
        rules.add(rule);
        DegradeRuleManager.loadRules(rules);
    }

    @SentinelResource(value = "testDegrade", blockHandler = "handleException")
    public String testDegrade() {
        // 模拟一个可能失败的调用
        if (Math.random() > 0.5) {
            throw new RuntimeException("Failed");
        }
        return "Success";
    }

    // 熔断后的降级处理方法
    public String handleException(BlockException ex) {
        return "Fallback: " + ex.getClass().getSimpleName();
    }
}

5.4 测试熔断降级

启动服务后，多次调用 testDegrade 方法，观察熔断机制是否生效：

• 当异常数超过阈值时，熔断器会触发，调用将直接返回降级方法的返回值。
• 熔断后，经过设定的时间窗口（10秒），熔断器会进入半开状态，尝试恢复调用。

6. Sentinel 的优势

1. 丰富的功能：支持多种流量控制、熔断降级策略。
2. 动态规则配置：通过 Dashboard 动态修改规则，无需重启服务。
3. 与 Spring Cloud 深度集成：无缝集成 Spring Cloud 和 Spring Boot。
4. 实时监控：提供强大的实时监控功能，方便观察系统状态。

7. 总结

Sentinel 是一个强大的微服务防护组件，通过流量控制、熔断降级和系统保护等功能，能够有效保障系统的高可用性。它在阿里巴巴的生产环境中经过了大规模验证，适合各种高并发和分布式场景。