SpringCloudAlibaba之Sentinel介紹

Sentinel 是什麼

随着微服務的流行，服務和服務之間的穩定性變得越來越重要。Sentinel 是面向分布式服務架構的流量控制元件，主要以流量為切入點，從限流、流量整形、熔斷降級、系統負載保護、熱點防護等多個次元來幫助開發者保障微服務的穩定性。

Sentinel 的曆史

• 2012 年，Sentinel 誕生，主要功能為入口流量控制。
• 2013-2017 年，Sentinel 在阿裡巴巴集團内部迅速發展，成為基礎技術子產品，覆寫了所有的核心場景。Sentinel 也是以積累了大量的流量歸整場景以及生産實踐。
• 2018 年，Sentinel 開源，并持續演進。
• 2019 年，Sentinel 朝着多語言擴充的方向不斷探索，推出 C++ 原生版本，同時針對 Service Mesh 場景也推出了 Envoy 叢集流量控制支援，以解決 Service Mesh 架構下多語言限流的問題。
• 2020 年，推出 Sentinel Go 版本，繼續朝着雲原生方向演進。

Sentinel 基本概念

資源

資源是 Sentinel 的關鍵概念。它可以是 Java 應用程式中的任何内容，例如，由應用程式提供的服務，或由應用程式調用的其它應用提供的服務，甚至可以是一段代碼。在接下來的文檔中，我們都會用資源來描述代碼塊。

隻要通過 Sentinel API 定義的代碼，就是資源，能夠被 Sentinel 保護起來。大部分情況下，可以使用方法簽名，URL，甚至服務名稱作為資源名來标示資源。

規則

圍繞資源的實時狀态設定的規則，可以包括流量控制規則、熔斷降級規則以及系統保護規則。所有規則可以動态實時調整。

Sentinel 功能和設計理念

流量控制

什麼是流量控制

流量控制在網絡傳輸中是一個常用的概念，它用于調整網絡包的發送資料。然而，從系統穩定性角度考慮，在處理請求的速度上，也有非常多的講究。任意時間到來的請求往往是随機不可控的，而系統的處理能力是有限的。我們需要根據系統的處理能力對流量進行控制。Sentinel 作為一個調配器，可以根據需要把随機的請求調整成合适的形狀。

流量控制設計理念

流量控制有以下幾個角度:

• 資源的調用關系，例如資源的調用鍊路，資源和資源之間的關系；
• 運作名額，例如 QPS、線程池、系統負載等；
• 控制的效果，例如直接限流、冷啟動、排隊等。

Sentinel 的設計理念是讓您自由選擇控制的角度，并進行靈活組合，進而達到想要的效果。

熔斷降級

什麼是熔斷降級

除了流量控制以外，及時對調用鍊路中的不穩定因素進行熔斷也是 Sentinel 的使命之一。由于調用關系的複雜性，如果調用鍊路中的某個資源出現了不穩定，可能會導緻請求發生堆積，進而導緻級聯錯誤。

Sentinel 和 Hystrix 的原則是一緻的: 當檢測到調用鍊路中某個資源出現不穩定的表現，例如請求響應時間長或異常比例升高的時候，則對這個資源的調用進行限制，讓請求快速失敗，避免影響到其它的資源而導緻級聯故障。

熔斷降級設計理念

在限制的手段上，Sentinel 和 Hystrix 采取了完全不一樣的方法。

Hystrix 通過 線程池隔離 的方式，來對依賴（在 Sentinel 的概念中對應 資源）進行了隔離。這樣做的好處是資源和資源之間做到了最徹底的隔離。缺點是除了增加了線程切換的成本（過多的線程池導緻線程數目過多），還需要預先給各個資源做線程池大小的配置設定。

Sentinel 對這個問題采取了兩種手段:

• 通過并發線程數進行限制

和資源池隔離的方法不同，Sentinel 通過限制資源并發線程的數量，來減少不穩定資源對其它資源的影響。這樣不但沒有線程切換的損耗，也不需要您預先配置設定線程池的大小。當某個資源出現不穩定的情況下，例如響應時間變長，對資源的直接影響就是會造成線程數的逐漸堆積。當線程數在特定資源上堆積到一定的數量之後，對該資源的新請求就會被拒絕。堆積的線程完成任務後才開始繼續接收請求。

• 通過響應時間對資源進行降級

除了對并發線程數進行控制以外，Sentinel 還可以通過響應時間來快速降級不穩定的資源。當依賴的資源出現響應時間過長後，所有對該資源的通路都會被直接拒絕，直到過了指定的時間視窗之後才重新恢複。

系統自适應保護

Sentinel 同時提供系統次元的自适應保護能力。防止雪崩，是系統防護中重要的一環。當系統負載較高的時候，如果還持續讓請求進入，可能會導緻系統崩潰，無法響應。在叢集環境下，網絡負載均衡會把本應這台機器承載的流量轉發到其它的機器上去。如果這個時候其它的機器也處在一個邊緣狀态的時候，這個增加的流量就會導緻這台機器也崩潰，最後導緻整個叢集不可用。

針對這個情況，Sentinel 提供了對應的保護機制，讓系統的入口流量和系統的負載達到一個平衡，保證系統在能力範圍之内處理最多的請求。

Sentinel 是如何工作的

Sentinel 的主要工作機制如下：

• 對主流架構提供适配或者顯示的 API，來定義需要保護的資源，并提供設施對資源進行實時統計和調用鍊路分析。
• 根據預設的規則，結合對資源的實時統計資訊，對流量進行控制。同時，Sentinel 提供開放的接口，友善您定義及改變規則。
• Sentinel 提供實時的監控系統，友善您快速了解目前系統的狀态。