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Sentinel实现动态配置的集群流控

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介绍

为什么要使用集群流控呢?

相对于单机流控而言,我们给每台机器设置单机限流阈值,在理想情况下整个集群的限流阈值为机器数量✖️单机阈值。不过实际情况下流量到每台机器可能会不均匀,会导致总量没有到的情况下某些机器就开始限流。因此仅靠单机维度去限制的话会无法精确地限制总体流量。而集群流控可以精确地控制整个集群的调用总量,结合单机限流兜底,可以更好地发挥流量控制的效果。

基于单机流量不均的问题以及如何设置集群整体的QPS的问题,我们需要创建一种集群限流的模式,这时候我们很自然地就想到,可以找一个 server 来专门统计总的调用量,其它的实例都与这台 server 通信来判断是否可以调用。这就是最基础的集群流控的方式。

原理

集群限流的原理很简单,和单机限流一样,都需要对 qps 等数据进行统计,区别就在于单机版是在每个实例中进行统计,而集群版是有一个专门的实例进行统计。

这个专门的用来统计数据的称为 Sentinel 的 token server,其他的实例作为 Sentinel 的 token client 会向 token server 去请求 token,如果能获取到 token,则说明当前的 qps 还未达到总的阈值,否则就说明已经达到集群的总阈值,当前实例需要被 block,如下图所示:

和单机流控相比,集群流控中共有两种身份:

  • Token Client:集群流控客户端,用于向所属 Token Server 通信请求 token。集群限流服务端会返回给客户端结果,决定是否限流。
  • Token Server:即集群流控服务端,处理来自 Token Client 的请求,根据配置的集群规则判断是否应该发放 token(是否允许通过)。

而单机流控中只有一种身份,每个 sentinel 都是一个 token server。

注意,集群限流中的 token server 是单点的,一旦 token server 挂掉,那么集群限流就会退化成单机限流的模式。

Sentinel 集群流控支持限流规则和热点规则两种规则,并支持两种形式的阈值计算方式:

  • 集群总体模式:即限制整个集群内的某个资源的总体 qps 不超过此阈值。
  • 单机均摊模式:单机均摊模式下配置的阈值等同于单机能够承受的限额,token server 会根据连接数来计算总的阈值(比如独立模式下有 3 个 client 连接到了 token server,然后配的单机均摊阈值为 10,则计算出的集群总量就为 30),按照计算出的总的阈值来进行限制。这种方式根据当前的连接数实时计算总的阈值,对于机器经常进行变更的环境非常适合。

部署方式

token server 有两种部署方式:

  • 一种是独立部署,就是单独启动一个 token server 服务来处理 token client 的请求,如下图所示:

如果独立部署的 token server 服务挂掉的话,那其他的 token client 就会退化成本地流控的模式,也就是单机版的流控,所以这种方式的集群限流需要保证 token server 的高可用性。

  • 一种是嵌入部署,即作为内置的 token server 与服务在同一进程中启动。在此模式下,集群中各个实例都是对等的,token server 和 client 可以随时进行转变,如下图所示:

嵌入式部署的模式中,如果 token server 服务挂掉的话,我们可以将另外一个 token client 升级为token server来,当然啦如果我们不想使用当前的 token server 的话,也可以选择另外一个 token client 来承担这个责任,并且将当前 token server 切换为 token client。Sentinel 为我们提供了一个 api 来进行 token server 与 token client 的切换:

http://<ip>:<port>/setClusterMode?mode=<xxx>

其中 mode 为 0 代表 client,1 代表 server,-1 代表关闭。

PS:注意应用端需要引入集群限流客户端或服务端的相应依赖。

集群限流控制台

sentinel为用户提供集群限流控制台功能,能够通过控制台配置集群的限流规则以及配置集群的Server与Client。

集群限流客户端

要想使用集群限流功能,必须引入集群限流 client 相关依赖:

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-cluster-client-default</artifactId>
    <version>1.8.0</version>
</dependency>

集群限流服务端

要想使用集群限流服务端,必须引入集群限流 server 相关依赖:

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-cluster-server-default</artifactId>
    <version>1.8.0</version>
</dependency>

我们结合server和client实现一个嵌入式模式。在pom中同时引入上面的两个依赖,并配置sentinel控制台地址,实现一个查询订单的接口。

pom

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-cluster-server-default</artifactId>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-cluster-client-default</artifactId>
</dependency>

application.yml

server:
  port: 9091

spring:
  application:
    name: cloudalibaba-sentinel-clusterServer
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        #配置sentinel dashboard地址
        dashboard: localhost:8080
        port: 8719 #默认8719端口

OrderController

@RestController
public class OrderController {
   
    /**
     * 查询订单
     * @return
     */
    @GetMapping("/order/{id}")
    public CommonResult<Order> getOrder(@PathVariable("id") Long id){
   

        Order order = new Order(id, "212121");
        return CommonResult.success(order.toString());
    }
}

代码示例如cloudalibaba-sentinel-cluster-embedded9091

修改VM options配置,启动三个不同端口的实例,即可。

-Dserver.port=9091 -Dproject.name=cloudalibaba-sentinel-clusterServer -Dcsp.sentinel.log.use.pid=true 
-Dserver.port=9092 -Dproject.name=cloudalibaba-sentinel-clusterServer -Dcsp.sentinel.log.use.pid=true 
-Dserver.port=9093 -Dproject.name=cloudalibaba-sentinel-clusterServer -Dcsp.sentinel.log.use.pid=true 

控制台配置

登录sentinel的控制台,并有访问量后,我们就可以在 Sentinel上面看到集群流控,如下图所示:

点击添加Token Server。

从实例列表中选择一个作为Server端,其他作为Client端,并选中到右侧Client列表,配置token sever端的最大允许的QPS,用于对 Token Server 的资源使用进行限制,防止在嵌入模式下影响应用本身。

配置完成之后的Token Server列表,如下图所示

使用控制台配置token Server、token Client以及限流规则,有很多的缺点:

1、限流规则,不能持久化,应用重启之后,规则丢失。

2、token Server 、token Client配置也会丢失。

官方推荐给集群限流服务端注册动态配置源来动态地进行配置。我们使用nacos作为配置中心,动态配置客户端与服务端属性以及限流规则,实现动态集群限流。

sentinel结合nacos实现集群限流

我们使用Nacos对cloudalibaba-sentinel-cluster-embedded9091进行改造,实现动态配置源来动态进行配置。

配置源注册的相关逻辑可以置于 InitFunc 实现类中,并通过 SPI 注册,在 Sentinel 初始化时即可自动进行配置源加载监听。

嵌入模式部署

添加ClusterInitFunc类

public class ClusterInitFunc implements InitFunc {
   

    //应用名称
    private static final String APP_NAME = AppNameUtil.getAppName();

    //nacos集群地址
    private final String remoteAddress = "localhost:8848";

    //nacos配置的分组名称
    private final String groupId = "SENTINEL_GROUP";

    //配置的dataId
    private final String flowDataId = APP_NAME + Constants.FLOW_POSTFIX;
    private final String paramDataId = APP_NAME + Constants.PARAM_FLOW_POSTFIX;
    private final String configDataId = APP_NAME + Constants.CLIENT_CONFIG_POSTFIX;
    private final String clusterMapDataId = APP_NAME + Constants.CLUSTER_MAP_POSTFIX;

    private static final String SEPARATOR = "@";


    @Override
    public void init() {
   
        // Register client dynamic rule data source.
        //动态数据源的方式配置sentinel的流量控制和热点参数限流的规则。
        initDynamicRuleProperty();

        // Register token client related data source.
        // Token client common config
        // 集群限流客户端的配置属性
        initClientConfigProperty();
        // Token client assign config (e.g. target token server) retrieved from assign map:
        //初始化Token客户端
        initClientServerAssignProperty();

        // Register token server related data source.
        // Register dynamic rule data source supplier for token server:
        //集群的流控规则,比如限制整个集群的流控阀值,启动的时候需要添加-Dproject.name=项目名
        registerClusterRuleSupplier();
        // Token server transport config extracted from assign map:
        //初始化server的端口配置
        initServerTransportConfigProperty();

        // Init cluster state property for extracting mode from cluster map data source.
        //初始化集群中服务是客户端还是服务端
        initStateProperty();
    }

    private void initDynamicRuleProperty() {
   

        //流量控制的DataId分别是APP_NAME + Constants.FLOW_POSTFIX;热点参数限流规则的DataId是APP_NAME + Constants.PARAM_FLOW_POSTFIX;

        ReadableDataSource<String, List<FlowRule>> ruleSource = new NacosDataSource<>(remoteAddress, groupId,
            flowDataId, source -> JSON.parseObject(source, new TypeReference<List<FlowRule>>() {
   }));
        FlowRuleManager.register2Property(ruleSource.getProperty());

        ReadableDataSource<String, List<ParamFlowRule>> paramRuleSource = new NacosDataSource<>(remoteAddress, groupId,
            paramDataId, source -> JSON.parseObject(source, new TypeReference<List<ParamFlowRule>>() {
   }));
        ParamFlowRuleManager.register2Property(paramRuleSource.getProperty());
    }

    private void initClientConfigProperty() {
   
        ReadableDataSource<String, ClusterClientConfig> clientConfigDs = new NacosDataSource<>(remoteAddress, groupId,
            configDataId, source -> JSON.parseObject(source, new TypeReference<ClusterClientConfig>() {
   }));
        ClusterClientConfigManager.registerClientConfigProperty(clientConfigDs.getProperty());
    }

    private void initServerTransportConfigProperty() {
   
        ReadableDataSource<String, ServerTransportConfig> serverTransportDs = new NacosDataSource<>(remoteAddress, groupId,
            clusterMapDataId, source -> {
   
            List<ClusterGroupEntity> groupList = new Gson().fromJson(source, new TypeToken<List<ClusterGroupEntity>>(){
   }.getType());
            return Optional.ofNullable(groupList)
                .flatMap(this::extractServerTransportConfig)
                .orElse(null);
        });
        ClusterServerConfigManager.registerServerTransportProperty(serverTransportDs.getProperty());
    }

    private void registerClusterRuleSupplier() {
   
        // Register cluster flow rule property supplier which creates data source by namespace.
        // Flow rule dataId format: ${namespace}-flow-rules
        ClusterFlowRuleManager.setPropertySupplier(namespace -> {
   
            ReadableDataSource<String, List<FlowRule>> ds = new NacosDataSource<>(remoteAddress, groupId,
                namespace + Constants.FLOW_POSTFIX, source -> JSON.parseObject(source, new TypeReference<List<FlowRule>>() {
   }));
            return ds.getProperty();
        });
        // Register cluster parameter flow rule property supplier which creates data source by namespace.
        ClusterParamFlowRuleManager.setPropertySupplier(namespace -> {
   
            ReadableDataSource<String, List<ParamFlowRule>> ds = new NacosDataSource<>(remoteAddress, groupId,
                namespace + Constants.PARAM_FLOW_POSTFIX, source -> JSON.parseObject(source, new TypeReference<List<ParamFlowRule>>() {
   }));
            return ds.getProperty();
        });
    }

    private void initClientServerAssignProperty() {
   
        // Cluster map format:
        // [{"clientSet":["112.12.88.66@8729","112.12.88.67@8727"],"ip":"112.12.88.68","serverId":"112.12.88.68@8728","port":11111}]
        // serverId: <ip@commandPort>, commandPort for port exposed to Sentinel dashboard (transport module)
        ReadableDataSource<String, ClusterClientAssignConfig> clientAssignDs = new NacosDataSource<>(remoteAddress, groupId,
            clusterMapDataId, source -> {
   
            List<ClusterGroupEntity> groupList = new Gson().fromJson(source, new TypeToken<List<ClusterGroupEntity>>(){
   }.getType());
            return Optional.ofNullable(groupList)
                .flatMap(this::extractClientAssignment)
                .orElse(null);
        });
        ClusterClientConfigManager.registerServerAssignProperty(clientAssignDs.getProperty());
    }

    private void initStateProperty() {
   
        // Cluster map format:
        // [{"clientSet":["112.12.88.66@8729","112.12.88.67@8727"],"ip":"112.12.88.68","serverId":"112.12.88.68@8728","port":11111}]
        // serverId: <ip@commandPort>, commandPort for port exposed to Sentinel dashboard (transport module)
        ReadableDataSource<String, Integer> clusterModeDs = new NacosDataSource<>(remoteAddress, groupId,
            clusterMapDataId, source -> {
   
            List<ClusterGroupEntity> groupList = new Gson().fromJson(source, new TypeToken<List<ClusterGroupEntity>>(){
   }.getType());
            return Optional.ofNullable(groupList)
                .map(this::extractMode)
                .orElse(ClusterStateManager.CLUSTER_NOT_STARTED);
        });
        ClusterStateManager.registerProperty(clusterModeDs.getProperty());
    }

    private int extractMode(List<ClusterGroupEntity> groupList) {
   
        // If any server group serverId matches current, then it's token server.
        if (groupList.stream().anyMatch(this::machineEqual)) {
   
            return ClusterStateManager.CLUSTER_SERVER;
        }
        // If current machine belongs to any of the token server group, then it's token client.
        // Otherwise it's unassigned, should be set to NOT_STARTED.
        boolean canBeClient = groupList.stream()
            .flatMap(e -> e.getClientSet().stream())
            .filter(Objects::nonNull)
            .anyMatch(e -> e.equals(getCurrentMachineId()));
        return canBeClient ? ClusterStateManager.CLUSTER_CLIENT : ClusterStateManager.CLUSTER_NOT_STARTED;
    }

    private Optional<ServerTransportConfig> extractServerTransportConfig(List<ClusterGroupEntity> groupList) {
   
        return groupList.stream()
            .filter(this::machineEqual)
            .findAny()
            .map(e -> new ServerTransportConfig().setPort(e.getPort()).setIdleSeconds(600));
    }

    private Optional<ClusterClientAssignConfig> extractClientAssignment(List<ClusterGroupEntity> groupList) {
   
        if (groupList.stream().anyMatch(this::machineEqual)) {
   
            return Optional.empty();
        }
        // Build client assign config from the client set of target server group.
        for (ClusterGroupEntity group : groupList) {
   
            if (group.getClientSet().contains(getCurrentMachineId())) {
   
                String ip = group.getIp();
                Integer port = group.getPort();
                return Optional.of(new ClusterClientAssignConfig(ip, port));
            }
        }
        return Optional.empty();
    }

    private boolean machineEqual(/*@Valid*/ ClusterGroupEntity group) {
   
        return getCurrentMachineId().equals(group.getServerId());
    }

    private String getCurrentMachineId() {
   
        // Note: this may not work well for container-based env.
        return HostNameUtil.getIp() + SEPARATOR + TransportConfig.getRuntimePort();
    }
}

在resources文件夹下创建META-INF/service,,然后创建一个叫做com.alibaba.csp.sentinel.init.InitFunc的文件,在文件中指名实现InitFunc接口的类全路径,内容如下:

com.liang.springcloud.alibaba.init.ClusterInitFunc

添加配置的解析类:

public class ClusterGroupEntity implements Serializable {
   

    private String serverId;
    private String ip;
    private Integer port;
    private Set<String> clientSet;

    public String getServerId() {
   
        return serverId;
    }

    public void setServerId(String serverId) {
   
        this.serverId = serverId;
    }

    public String getIp() {
   
        return ip;
    }

    public void setIp(String ip) {
   
        this.ip = ip;
    }

    public Integer getPort() {
   
        return port;
    }

    public void setPort(Integer port) {
   
        this.port = port;
    }

    public Set<String> getClientSet() {
   
        return clientSet;
    }

    public void setClientSet(Set<String> clientSet) {
   
        this.clientSet = clientSet;
    }

    @Override
    public String toString() {
   
        return "ClusterGroupEntity{" +
                "serverId='" + serverId + '\'' +
                ", ip='" + ip + '\'' +
                ", port=" + port +
                ", clientSet=" + clientSet +
                '}';
    }
}

在Nacos中添加动态规则配置,以及token server与token client的配置:

DataId:cloudalibaba-sentinel-clusterServer-flow-rules Group:SENTINEL_GROUP 配置内容(json格式):

[
    {
   
        "resource" : "/order/{id}",     // 限流的资源名称
        "grade" : 1,                         // 限流模式为:qps,线程数限流0,qps限流1
        "count" : 20,                        // 阈值为:20
        "clusterMode" :  true,               // 是否是集群模式,集群模式为:true
        "clusterConfig" : {
   
            "flowId" : 111,                  // 全局唯一id
            "thresholdType" : 1,             // 阈值模式为:全局阈值,0是单机均摊,1是全局阀值
            "fallbackToLocalWhenFail" : true // 在 client 连接失败或通信失败时,是否退化到本地的限流模式
        }
    }
]

DataId:cloudalibaba-sentinel-clusterServer-cluster-client-config Group:SENTINEL_GROUP 配置内容(json格式):

{
   
    "requestTimeout": 20
}

DataId:cloudalibaba-sentinel-clusterServer-cluster-map Group:SENTINEL_GROUP 配置内容(json格式):

[{
	"clientSet": ["10.133.40.30@8721", "10.133.40.30@8722"],
	"ip": "10.133.40.30",
	"serverId": "10.133.40.30@8720",
	"port": 18730   //这个端口是token server通信的端口
}]

重新启动服务,并访问接口,我们可以看到流控规则与集群流控都自动配置完成。我们需要测试,我们集群流控是否已经生效。

不断执行以下命令:

ab -n 100 -c 50 http://localhost:9091/order/1
ab -n 100 -c 50 http://localhost:9092/order/3
ab -n 100 -c 50 http://localhost:9093/order/1

测试效果图:

我们从实时监控图上可以看出,资源名为/order/{id},整个集群的QPS为20,跟我们的配置是一样的。当作为token server的机器挂掉后,集群限流会退化到 local 模式的限流,即在本地按照单机阈值执行限流检查。

Token Server 分配配置:

上面这张图可以很好帮忙我们解释嵌入模式的具体实现。通过配置信息解析,管理我们的token server与token client。

适用范围:

嵌入模式适合某个应用集群内部的流控。由于隔离性不佳,token server会影响应用本身,需要限制 token server 的总QPS。

独立模式部署

独立模式相对于嵌入模式而言就是将token server与应用隔离,进行独立部署。将嵌入模式中token server和token client分离,分别进行配置。我们只需要将 InitFunc 实现类进行拆分。

token server的nacos配置

server的名称空间配置,(集群的namespace或客户端项目名)如下:

DataId:cluster-server-namespace-set Group:SENTINEL_ALONE_GROUP 配置内容(json格式):

[
    "cloudalibaba-sentinel-cluster-client-alone"
]

server的通信端口配置,如下:

DataId:cluster-server-transport-config Group:SENTINEL_ALONE_GROUP 配置内容(json格式):

{
   
 "idleSecods":600,
 "port": 18730
}

Token sever的流控限制配置,如下:

DataId:cluster-server-flow-config Group:SENTINEL_ALONE_GROUP 配置内容(json格式):

{
   
    "exceedCount":1.0,
    "maxAllowedQps":20000,
    "namespace":"cloudalibaba-sentinel-cluster-client-alone"
}

token server的host地址与端口号配置,如下:

DataId: cluster-server-config Group:SENTINEL_ALONE_GROUP 配置内容(json格式):

{
   
    "serverHost": "10.133.40.30",
    "serverPort": 18730
}

token server的InitFunc类

/**
 * @PROJECT_NAME: SpringCloud-Learning
 * @USER: yuliang
 * @DESCRIPTION:
 * @DATE: 2021-04-01 10:01
 */
public class ClusterServerInitFunc implements InitFunc {
   

    //nacos集群地址
    private final String remoteAddress = "localhost:8848";
    //配置的分组名称
    private final String groupId = "SENTINEL_ALONE_GROUP";

    //配置的dataId
    private final String namespaceSetDataId = "cluster-server-namespace-set";
    private final String serverTransportDataId = "cluster-server-transport-config";
    private final String serverFlowDataId = "cluster-server-flow-config";

    @Override
    public void init() {
   

        //监听特定namespace(集群的namespace或客户端项目名)下的集群限流规则
        initPropertySupplier();
        // 设置tokenServer管辖的作用域(即管理哪些应用)
        initTokenServerNameSpaces();

        // Server transport configuration data source.
        //Server端配置
        initServerTransportConfig();

        // 初始化最大qps
        initServerFlowConfig();

        //初始化服务器状态
        initStateProperty();

    }

    private  void initPropertySupplier(){
   

        // Register cluster flow rule property supplier which creates data source by namespace.
        // Flow rule dataId format: ${namespace}-flow-rules
        ClusterFlowRuleManager.setPropertySupplier(namespace -> {
   
            ReadableDataSource<String, List<FlowRule>> ds = new NacosDataSource<>(remoteAddress, groupId,
                    namespace + Constants.FLOW_POSTFIX,
                    source -> JSON.parseObject(source, new TypeReference<List<FlowRule>>() {
   }));
            return ds.getProperty();
        });
        // Register cluster parameter flow rule property supplier which creates data source by namespace.
        ClusterParamFlowRuleManager.setPropertySupplier(namespace -> {
   
            ReadableDataSource<String, List<ParamFlowRule>> ds = new NacosDataSource<>(remoteAddress, groupId,
                    namespace + Constants.PARAM_FLOW_POSTFIX, source -> JSON.parseObject(source, new TypeReference<List<ParamFlowRule>>() {
   }));
            return ds.getProperty();
        });

    }


    private void initTokenServerNameSpaces(){
   
        // Server namespace set (scope) data source.
        ReadableDataSource<String, Set<String>> namespaceDs = new NacosDataSource<>(remoteAddress, groupId,
                namespaceSetDataId, source -> JSON.parseObject(source, new TypeReference<Set<String>>() {
   }));
        ClusterServerConfigManager.registerNamespaceSetProperty(namespaceDs.getProperty());
    }

    private void initServerTransportConfig(){
   
        // Server transport configuration data source.
        ReadableDataSource<String, ServerTransportConfig> transportConfigDs = new NacosDataSource<>(remoteAddress,
                groupId, serverTransportDataId,
                source -> JSON.parseObject(source, new TypeReference<ServerTransportConfig>() {
   }));
        ClusterServerConfigManager.registerServerTransportProperty(transportConfigDs.getProperty());
    }


    private void initServerFlowConfig(){
   

        // Server namespace set (scope) data source.
        ReadableDataSource<String, ServerFlowConfig> serverFlowConfig = new NacosDataSource<>(remoteAddress, groupId,
                serverFlowDataId, source -> JSON.parseObject(source, new TypeReference<ServerFlowConfig>() {
   }));

        ClusterServerConfigManager.registerGlobalServerFlowProperty(serverFlowConfig.getProperty());
    }

    private void initStateProperty() {
   
        ClusterStateManager.applyState(ClusterStateManager.CLUSTER_SERVER);

    }
}

token client的nacos配置

客户端请求超时配置,如下:

DataId:cluster-client-config Group:SENTINEL_ALONE_GROUP 配置内容(json格式):

{
   
    "requestTimeout": 20
}

流控限流配置,如下:

DataId: cloudalibaba-sentinel-cluster-client-alone-flow-rules Group:SENTINEL_ALONE_GROUP 配置内容(json格式):

[
    {
   
        "resource" : "/order/{id}",     // 限流的资源名称
        "grade" : 1,                         // 限流模式为:qps
        "count" : 30,                        // 阈值为:30
        "clusterMode" :  true,               // 集群模式为:true
        "clusterConfig" : {
   
            "flowId" : 111,                  // 全局唯一id
            "thresholdType" : 1,             // 阈值模式为:全局阈值
            "fallbackToLocalWhenFail" : true // 在 client 连接失败或通信失败时,是否退化到本地的限流模式
        }
    }
]

热点限流配置,如下:

DataId:cloudalibaba-sentinel-cluster-client-alone-param-rules Group:SENTINEL_ALONE_GROUP 配置内容(json格式):

[
    {
   
        "resource" : "order",          // 限流的资源名称
        "paramIdx" : 1,                      //参数索引
        "grade" : 1,                         // 限流模式为:qps
        "count" : 10,                        // 阈值为:10
        "clusterMode" :  true,               // 集群模式为:true
        "clusterConfig" : {
   
            "flowId" : 121,                  // 全局唯一id
            "thresholdType" : 1,             // 阈值模式为:全局阈值
            "fallbackToLocalWhenFail" : true // 在 client 连接失败或通信失败时,是否退化到本地的限流模式
        },
        "paramFlowItemList":[      //索引为1的参数值为hot时,接口阈值为50,其他值均为10
            {
   
                object: "hot",
                count: 50,
                classType: "java.lang.String"
            }
        ]
    }
]

Token client的InitFunc类

/**
 * @PROJECT_NAME: SpringCloud-Learning
 * @USER: yuliang
 * @DESCRIPTION:
 * @DATE: 2021-04-01 17:47
 */
public class ClusterClientInitFunc implements InitFunc {
   

    //项目名称
    private static final String APP_NAME = AppNameUtil.getAppName();
    //nacos集群地址
    private final String remoteAddress = "localhost:8848";
    //nacos配置的分组名称
    private final String groupId = "SENTINEL_ALONE_GROUP";

    //项目名称 + Constants的配置名称,组成配置的dataID
    private final String flowDataId = APP_NAME + Constants.FLOW_POSTFIX;
    private final String paramDataId = APP_NAME + Constants.PARAM_FLOW_POSTFIX;
    private final String configDataId = "cluster-client-config";
    private final String serverDataId =  "cluster-server-config";


    @Override
    public void init() throws Exception {
   

        // Register client dynamic rule data source.
        //客户端,动态数据源的方式配置sentinel的流量控制和热点参数限流的规则。
        initDynamicRuleProperty();

        // Register token client related data source.
        // Token client common config
        // 集群限流客户端的配置属性
        initClientConfigProperty();
        // Token client assign config (e.g. target token server) retrieved from assign map:
        //初始化Token客户端
        initClientServerAssignProperty();

        //初始化客户端状态
        initStateProperty();
    }

    private void initDynamicRuleProperty() {
   

        //流量控制的DataId分别是APP_NAME + Constants.FLOW_POSTFIX;热点参数限流规则的DataId是APP_NAME + Constants.PARAM_FLOW_POSTFIX;

        ReadableDataSource<String, List<FlowRule>> ruleSource = new NacosDataSource<>(remoteAddress, groupId,
                flowDataId, source -> JSON.parseObject(source, new TypeReference<List<FlowRule>>() {
   }));
        FlowRuleManager.register2Property(ruleSource.getProperty());

        ReadableDataSource<String, List<ParamFlowRule>> paramRuleSource = new NacosDataSource<>(remoteAddress, groupId,
                paramDataId, source -> JSON.parseObject(source, new TypeReference<List<ParamFlowRule>>() {
   }));
        ParamFlowRuleManager.register2Property(paramRuleSource.getProperty());
    }

    private void initClientConfigProperty() {
   
        ReadableDataSource<String, ClusterClientConfig> clientConfigDs = new NacosDataSource<>(remoteAddress, groupId,
                configDataId, source -> JSON.parseObject(source, new TypeReference<ClusterClientConfig>() {
   }));
        ClusterClientConfigManager.registerClientConfigProperty(clientConfigDs.getProperty());
    }

    private void initClientServerAssignProperty() {
   
        ReadableDataSource<String, ClusterClientAssignConfig> clientAssignDs = new NacosDataSource<>(remoteAddress, groupId,
                serverDataId, source -> JSON.parseObject(source, new TypeReference<ClusterClientAssignConfig>() {
   }));
        ClusterClientConfigManager.registerServerAssignProperty(clientAssignDs.getProperty());
    }

    private void initStateProperty() {
   
        ClusterStateManager.applyState(ClusterStateManager.CLUSTER_CLIENT);

    }
}

核心的代码与配置,如上所示,其他代码,可以访问:

<module>cloudalibaba-sentinel-cluster-server-alone9092</module>
<module>cloudalibaba-sentinel-cluster-client-alone9093</module>

测试:

启动cloudalibaba-sentinel-cluster-server-alone9092,我们启动两个实例,模拟集群(可以启动多个):

-Dserver.port=9092 -Dcsp.sentinel.log.use.pid=true
-Dserver.port=9094 -Dcsp.sentinel.log.use.pid=true

启动cloudalibaba-sentinel-cluster-client-alone9093,我们启动1个实例,模拟server(实现master选举之后,可以启动多个):

-Dserver.port=9093 -Dcsp.sentinel.log.use.pid=true

不断执行以下命令,进行接口访问测试:

ab -n 100 -c 50 http://localhost:9092/order/1
ab -n 100 -c 50 http://localhost:9094/order/3

我们从实时监控图上可以看出,资源名为/order/{id},整个集群的QPS为30,跟我们的配置是一样的。当作为token server的机器挂掉后,集群限流会退化到 local 模式的限流,即在本地按照单机阈值执行限流检查。

热点限流已经为大家实现了,大家可以自行测试,比较简单,不再累述。

ab -n 100 -c 50  http://localhost:9092/hot_order/1/hot
ab -n 100 -c 50  http://localhost:9094/hot_order/1/hot

ab -n 100 -c 50  http://localhost:9092/hot_order/1/nothot
ab -n 100 -c 50  http://localhost:9094/hot_order/1/nothot

其它

若在生产环境使用集群限流,管控端还需要关注以下的问题:

  • Token Server 自动管理、调度(分配/选举 Token Server)
  • Token Server 高可用,在某个 server 不可用时自动 failover 到其它机器

总结

集群流控,有两种模式,嵌入模式和独立模式,个人不建议在业务系统使用集群流控,集群流控可以在网关层做,业务层的话可以使用单机流控,相对来说简单好上手。token server目前存在单点问题,需要个人实现master选举,并修改 cluster-server-config的IP即可。

代码示例

本文示例读者可以通过查看下面仓库中的项目,如下所示:

<module>cloudalibaba-sentinel-cluster</module>

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