== Spring Cloud Alibaba Sentinel

### Sentinel 介绍

随着微服务的流行，服务和服务之间的稳定性变得越来越重要。 https://github.com/alibaba/Sentinel[Sentinel] 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保护服务的稳定性。

https://github.com/alibaba/Sentinel[Sentinel] 具有以下特征:


* *丰富的应用场景*： 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（即突发流量控制在系统容量可以承受的范围）、消息削峰填谷、实时熔断下游不可用应用等。
* *完备的实时监控*： Sentinel 同时提供实时的监控功能。您可以在控制台中看到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。
* *广泛的开源生态*： Sentinel 提供开箱即用的与其它开源框架/库的整合模块，例如与 Spring Cloud、Dubbo、gRPC 的整合。您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。
* *完善的 SPI 扩展点*： Sentinel 提供简单易用、完善的 SPI 扩展点。您可以通过实现扩展点，快速的定制逻辑。例如定制规则管理、适配数据源等。

### 如何使用 Sentinel

如果要在您的项目中引入 Sentinel，使用 group ID 为 `org.springframework.cloud` 和 artifact ID 为 `spring-cloud-starter-alibaba-sentinel` 的 starter。

```xml
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>
```

下面这个例子就是一个最简单的使用 Sentinel 的例子:

```java
@SpringBootApplication
public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServiceApplication.class, args);
    }

}

@RestController
public class TestController {

    @GetMapping(value = "/hello")
    @SentinelResource("hello")
    public String hello() {
        return "Hello Sentinel";
    }

}
```

@SentinelResource 注解用来标识资源是否被限流、降级。上述例子上该注解的属性 'hello' 表示资源名。

@SentinelResource 还提供了其它额外的属性如 `blockHandler`，`blockHandlerClass`，`fallback` 用于表示限流或降级的操作，更多内容可以参考 https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki/%E6%B3%A8%E8%A7%A3%E6%94%AF%E6%8C%81[Sentinel注解支持]。

##### Sentinel 控制台

Sentinel 控制台提供一个轻量级的控制台，它提供机器发现、单机资源实时监控、集群资源汇总，以及规则管理的功能。您只需要对应用进行简单的配置，就可以使用这些功能。

*注意*: 集群资源汇总仅支持 500 台以下的应用集群，有大概 1 - 2 秒的延时。

.Sentinel Dashboard
image::https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki/image/dashboard.png[]

开启该功能需要3个步骤：

###### 获取控制台

您可以从 https://github.com/alibaba/Sentinel/releases[release 页面] 下载最新版本的控制台 jar 包。

您也可以从最新版本的源码自行构建 Sentinel 控制台：

* 下载 https://github.com/alibaba/Sentinel/tree/master/sentinel-dashboard[控制台] 工程
* 使用以下命令将代码打包成一个 fat jar: `mvn clean package`


###### 启动控制台

Sentinel 控制台是一个标准的 SpringBoot 应用，以 SpringBoot 的方式运行 jar 包即可。

```shell
java -Dserver.port=8080 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8080 -Dproject.name=sentinel-dashboard -jar sentinel-dashboard.jar
```

如若8080端口冲突，可使用 `-Dserver.port=新端口` 进行设置。

#### 配置控制台信息

.application.yml
----
spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        port: 8719
        dashboard: localhost:8080
----

这里的 `spring.cloud.sentinel.transport.port` 端口配置会在应用对应的机器上启动一个 Http Server，该 Server 会与 Sentinel 控制台做交互。比如 Sentinel 控制台添加了1个限流规则，会把规则数据 push 给这个 Http Server 接收，Http Server 再将规则注册到 Sentinel 中。

更多 Sentinel 控制台的使用及问题参考： https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki/%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8F%B0[Sentinel控制台]

### Feign 支持

Sentinel 适配了 https://github.com/OpenFeign/feign[Feign] 组件。如果想使用，除了引入 `sentinel-starter` 的依赖外还需要 2 个步骤：

* 配置文件打开 sentinel 对 feign 的支持：`feign.sentinel.enabled=true`
* 加入 `feign starter` 依赖触发 `sentinel starter` 的配置类生效：
```xml
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>
```

这是一个 `FeignClient` 的简单使用示例：

```java
@FeignClient(name = "service-provider", fallback = EchoServiceFallback.class, configuration = FeignConfiguration.class)
public interface EchoService {
    @RequestMapping(value = "/echo/{str}", method = RequestMethod.GET)
    String echo(@PathVariable("str") String str);
}

class FeignConfiguration {
    @Bean
    public EchoServiceFallback echoServiceFallback() {
        return new EchoServiceFallback();
    }
}

class EchoServiceFallback implements EchoService {
    @Override
    public String echo(@PathVariable("str") String str) {
        return "echo fallback";
    }
}
```

NOTE: Feign 对应的接口中的资源名策略定义：httpmethod:protocol://requesturl。`@FeignClient` 注解中的所有属性，Sentinel 都做了兼容。

`EchoService` 接口中方法 `echo` 对应的资源名为 `GET:http://service-provider/echo/{str}`。

### RestTemplate 支持

Spring Cloud Alibaba Sentinel 支持对 `RestTemplate` 的服务调用使用 Sentinel 进行保护，在构造 `RestTemplate` bean的时候需要加上 `@SentinelRestTemplate` 注解。

```java
@Bean
@SentinelRestTemplate(blockHandler = "handleException", blockHandlerClass = ExceptionUtil.class)
public RestTemplate restTemplate() {
    return new RestTemplate();
}
```

`@SentinelRestTemplate` 注解的属性支持限流(`blockHandler`, `blockHandlerClass`)和降级(`fallback`, `fallbackClass`)的处理。

其中 `blockHandler` 或 `fallback` 属性对应的方法必须是对应 `blockHandlerClass` 或 `fallbackClass` 属性中的静态方法。

该方法的参数跟返回值跟 `org.springframework.http.client.ClientHttpRequestInterceptor#interceptor` 方法一致，其中参数多出了一个 `BlockException` 参数用于获取 Sentinel 捕获的异常。

比如上述 `@SentinelRestTemplate` 注解中 `ExceptionUtil` 的 `handleException` 属性对应的方法声明如下：

```java
public class ExceptionUtil {
    public static ClientHttpResponse handleException(HttpRequest request, byte[] body, ClientHttpRequestExecution execution, BlockException exception) {
        ...
    }
}
```

NOTE: 应用启动的时候会检查 `@SentinelRestTemplate` 注解对应的限流或降级方法是否存在，如不存在会抛出异常

`@SentinelRestTemplate` 注解的限流(`blockHandler`, `blockHandlerClass`)和降级(`fallback`, `fallbackClass`)属性不强制填写。

当使用 `RestTemplate` 调用被 Sentinel 熔断后，会返回 `RestTemplate request block by sentinel` 信息，或者也可以编写对应的方法自行处理返回信息。这里提供了 `SentinelClientHttpResponse` 用于构造返回信息。

Sentinel RestTemplate 限流的资源规则提供两种粒度：

* `schema://host:port/path`：协议、主机、端口和路径

* `schema://host:port`：协议、主机和端口

NOTE: 以 `https://www.taobao.com/test` 这个 url 为例。对应的资源名有两种粒度，分别是 `https://www.taobao.com` 以及 `https://www.taobao.com/test`

### 动态数据源支持

`SentinelProperties` 内部提供了 `TreeMap` 类型的 `datasource` 属性用于配置数据源信息。

比如配置 4 个数据源：

```
spring.cloud.sentinel.datasource.ds1.file.file=classpath: degraderule.json
spring.cloud.sentinel.datasource.ds1.file.rule-type=flow

#spring.cloud.sentinel.datasource.ds1.file.file=classpath: flowrule.json
#spring.cloud.sentinel.datasource.ds1.file.data-type=custom
#spring.cloud.sentinel.datasource.ds1.file.converter-class=org.springframework.cloud.alibaba.cloud.examples.JsonFlowRuleListConverter
#spring.cloud.sentinel.datasource.ds1.file.rule-type=flow

spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.server-addr=localhost:8848
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.dataId=sentinel
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.groupId=DEFAULT_GROUP
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.data-type=json
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.rule-type=degrade

spring.cloud.sentinel.datasource.ds3.zk.path = /Sentinel-Demo/SYSTEM-CODE-DEMO-FLOW
spring.cloud.sentinel.datasource.ds3.zk.server-addr = localhost:2181
spring.cloud.sentinel.datasource.ds3.zk.rule-type=authority

spring.cloud.sentinel.datasource.ds4.apollo.namespace-name = application
spring.cloud.sentinel.datasource.ds4.apollo.flow-rules-key = sentinel
spring.cloud.sentinel.datasource.ds4.apollo.default-flow-rule-value = test
spring.cloud.sentinel.datasource.ds5.apollo.rule-type=param-flow

```

这种配置方式参考了 Spring Cloud Stream Binder 的配置，内部使用了 `TreeMap` 进行存储，comparator 为 `String.CASE_INSENSITIVE_ORDER` 。

NOTE: d1, ds2, ds3, ds4 是 `ReadableDataSource` 的名字，可随意编写。后面的 `file` ，`zk` ，`nacos` , `apollo` 就是对应具体的数据源。 它们后面的配置就是这些具体数据源各自的配置。

每种数据源都有两个共同的配置项： `data-type`、 `converter-class` 以及 `rule-type`。

`data-type` 配置项表示 `Converter` 类型，Spring Cloud Alibaba Sentinel 默认提供两种内置的值，分别是 `json` 和 `xml` (不填默认是json)。 如果不想使用内置的 `json` 或 `xml` 这两种 `Converter`，可以填写 `custom` 表示自定义 `Converter`，然后再配置 `converter-class` 配置项，该配置项需要写类的全路径名(比如 `spring.cloud.sentinel.datasource.ds1.file.converter-class=org.springframework.cloud.alibaba.cloud.examples.JsonFlowRuleListConverter`)。

`rule-type` 配置表示该数据源中的规则属于哪种类型的规则(`flow`，`degrade`，`authority`，`system`, `param-flow`)。

如果数据源生效并且规则成功加载，控制台会打印类似如下信息：

```
[Sentinel Starter] DataSource ds1-sentinel-file-datasource load 3 DegradeRule
[Sentinel Starter] DataSource ds2-sentinel-nacos-datasource load 2 FlowRule
```

NOTE: 当某个数据源规则信息加载失败的情况下，不会影响应用的启动，会在日志中打印出错误信息。

NOTE: 默认情况下，xml 格式是不支持的。需要添加 `jackson-dataformat-xml` 依赖后才会自动生效。

关于 Sentinel 动态数据源的实现原理，参考： https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki/%E5%8A%A8%E6%80%81%E8%A7%84%E5%88%99%E6%89%A9%E5%B1%95[动态规则扩展]

### Endpoint 支持

在使用 Endpoint 特性之前需要在 Maven 中添加 `spring-boot-starter-actuator` 依赖，并在配置中允许 Endpoints 的访问。

* Spring Boot 1.x 中添加配置 `management.security.enabled=false`。暴露的 endpoint 路径为 `/sentinel`
* Spring Boot 2.x 中添加配置 `management.endpoints.web.exposure.include=*`。暴露的 endpoint 路径为 `/actuator/sentinel`

Sentinel Endpoint 里暴露的信息非常有用。包括当前应用的所有规则信息、日志目录、当前实例的 IP，Sentinel Dashboard 地址，Block Page，应用与 Sentinel Dashboard 的心跳频率等等信息。

### More

下表显示当应用的 `ApplicationContext` 中存在对应的Bean的类型时，会进行的一些操作：

:frame: topbot
[width="60%",options="header"]
|====
^|存在Bean的类型 ^|操作 ^|作用
|`UrlCleaner`|`WebCallbackManager.setUrlCleaner(urlCleaner)`|资源清理(资源（比如将满足 /foo/:id 的 URL 都归到 /foo/* 资源下）)
|`UrlBlockHandler`|`WebCallbackManager.setUrlBlockHandler(urlBlockHandler)`|自定义限流处理逻辑
|`RequestOriginParser`|`WebCallbackManager.setRequestOriginParser(requestOriginParser)`|设置来源信息
|====

下表显示 Spring Cloud Alibaba Sentinel 的所有配置信息：

:frame: topbot
[width="60%",options="header"]
|====
^|配置项 ^|含义 ^|默认值
|`spring.cloud.sentinel.enabled`|Sentinel自动化配置是否生效|true
|`spring.cloud.sentinel.eager`|取消Sentinel控制台懒加载|false
|`spring.cloud.sentinel.transport.port`|应用与Sentinel控制台交互的端口，应用本地会起一个该端口占用的HttpServer|8721
|`spring.cloud.sentinel.transport.dashboard`|Sentinel 控制台地址|
|`spring.cloud.sentinel.transport.heartbeat-interval-ms`|应用与Sentinel控制台的心跳间隔时间|
|`spring.cloud.sentinel.transport.client-ip`|客户端IP|
|`spring.cloud.sentinel.filter.order`|Servlet Filter的加载顺序。Starter内部会构造这个filter|Integer.MIN_VALUE
|`spring.cloud.sentinel.filter.url-patterns`|数据类型是数组。表示Servlet Filter的url pattern集合|/*
|`spring.cloud.sentinel.filter.enabled`|Enable to instance CommonFilter|true
|`spring.cloud.sentinel.metric.charset`|metric文件字符集|UTF-8
|`spring.cloud.sentinel.metric.file-single-size`|Sentinel metric 单个文件的大小|
|`spring.cloud.sentinel.metric.file-total-count`|Sentinel metric 总文件数量|
|`spring.cloud.sentinel.log.dir`|Sentinel 日志文件所在的目录|
|`spring.cloud.sentinel.log.switch-pid`|Sentinel 日志文件名是否需要带上pid|false
|`spring.cloud.sentinel.servlet.block-page`| 自定义的跳转 URL，当请求被限流时会自动跳转至设定好的 URL |
|`spring.cloud.sentinel.flow.cold-factor`| https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki/%E9%99%90%E6%B5%81---%E5%86%B7%E5%90%AF%E5%8A%A8[冷启动因子] |3
|====

NOTE: 请注意。这些配置只有在 Servlet 环境下才会生效，RestTemplate 和 Feign 针对这些配置都无法生效