微服务的保护

一、雪崩问题及解决方案

1.雪崩问题

微服务之间，一个微服务依赖多个其他的微服务。当一个微服务A依赖的一个微服务B出错时，微服务A会被阻塞，但其他不依赖于B的微服务不会受影响。

当有多个微服务依赖于B时，服务器支持的线程和并发数有限，请求一直阻塞，会导致服务器资源耗尽，从而导致其他服务都不可用。

那么，依赖于当前服务的其他服务随着时间的推移，最终也会变得不可用，形成级联失败，导致雪崩。

 

2.解决方案

2.1超时处理

设置超时时间，请求超过设置的时间没有响应，就返回错误信息，不无休止的等待。

2.2仓壁模式（隔离模式）

将系统的请求划分为一个个互不影响的区域。

对不同类型的请求进行隔离，每种类型的隔离互不影响，如果一种类型的请求线程资源耗尽，则对该后续的该类型请求直接返回，不在调用后续资源。

 

类似的，可以限定每个业务能使用的线程数，避免耗尽整个tomcat的资源，因此也叫线程隔离。

2.3断路器模式（熔断模式）

如果某个目标服务调用慢或有大量超时，此时就会熔断该服务，对于后续的调用请求，不会再继续调用目标服务，直接返回，快速释放资源。

断路器会统计业务执行的异常比例，如果超出阈值则会熔断该业务，拦截访问该业务的一切请求。

 

2.4限流

熔断模式和隔离模式都属于出错后的容错处理机制，而限流模式则可以称为预防模式。

限流模式主要是提前对各个类型的请求设置最高的QPS阈值，若高于设置的阈值则对该请求直接返回，不再调用后续资源。这种模式不能解决服务依赖的问题，只能解决系统整体资源分配问题，因为没有被限流的请求依然有可能造成雪崩效应。

流量控制：限制业务访问的QPS，避免服务因为流量突增而故障。

 

3.总结

• 什么是雪崩问题？

• • 微服务之间相互调⽤，因为调⽤链中的⼀个服务故障，引起整个链路都⽆法访问的情况。

• 可以认为：

• • 限流是对服务的保护，避免因流量突增而故障，进而避免雪崩，是⼀种预防措施。超时处理、线程隔离、降级熔断是在部分服务故障时，将故障控制在⼀定范围，避免雪崩，是⼀种补救措施。

二、服务保护技术对比

在SpringCloud中支持多种服务保护技术：

• Netfix Hystrix
• Sentinel
• Resilience4J

	Sentinel	Hystrix
隔离策略	信号量隔离	线程池隔离/信号量隔离
熔断降级策略	基于慢调用比例或异常比例	基于失败比率
实时指标实现	滑动窗口	滑动窗口（基于RxJava）
规则配置	支持多种数据源	支持多种数据源
扩展性	多个扩展点	插件的形式
基于注解的支持	支持	支持
限流	基于QPS，支持基于调用关系的限流	有限的支持
流量整形	支持慢启动	不支持
系统自适应保护	支持	不支持
控制台	开箱即用，可配置规则、查看秒级监控、机器发现等	不完善
常见框架的适配	Servlet、Spring Cloud、Dubbo、gRPC等	Servlet、Spring Cloud Netflix

三、Sentinel介绍和安装

1.初始Sentinel

Sentinel是阿里巴巴开源的⼀款微服务流量控制组件。官网地址：https://sentinelguard.io/zh-cn/index.html

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、集群流量控制、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。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 扩展接口。您可以通过实现扩展接口来快速地定制逻辑。例如定制规则管理、适配动态数据源等。

2.安装Sentinel

将从官网下载的jar包放在任意非中文目录下，执行命令：

java -jar sentinel-dashboard-1.8.1.jar

若修改Sentinel的默认端口、账户、密码，可使用以下配置：

• 默认端口 server.port 默认为8080
• 账户 sentinel.dashboard.auth.username 默认为sentinel
• 密码 sentinel.dashboard.auth.password 默认为sentinel

修改端口号的命令为：

java -Dserver.port=8090 -jar sentinel-dashboard-1.8.1.jar

3.访问Sentinel

访问http://localhost:8080（若为修改则为8080，修改后则为自己设置的端口号），即可看到Sentinel的控制台。

 

登录后发现是空白的，因为还没有和微服务整合到一起。

 

四、微服务整合Sentinel

我们在shop-order中整合Sentinel，并连接Sentinel的控制台。

1.引入Sentinel依赖

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

2.在yml文件，配置控制台

spring: cloud: sentinel: transport: dashboard: localhost:8080 

3.访问

localhost:8091/order/update，触发sentinel的监控。

 

查看sentinel的控制台

 

五、流量控制

解决雪崩的方案之一：限流，是为了避免服务因突发的流量而发生故障，是预防措施。

1.簇点链路

当请求进入微服务时，首先会访问DispatcherServlet，然后进入Controller、Service、Mapper，这样的⼀个调用链就叫做簇点链路。簇点链路中被监控的每⼀个接口就是⼀个资源。

默认情况下sentinel会监控SpringMVC的每⼀个端点（Endpoint，也就是controller中的方法），因此SpringMVC的每⼀个端点（Endpoint）就是调用链路中的⼀个资源。

 

流控和熔断都是针对簇点链路中的资源来设置，因此可点击对应资源后面的按钮来设置规则：

• 流控：流量控制
• 降级：降级熔断
• 热点：热点参数限流，是限流的一种
• 授权：请求的权限控制

2.设置流控规则

要求：给/order/prod/{pid}设置流控规则，QPS不能超过5

2.1在sentinel控制台添加限流规则

其中的QPS为每秒查询率，即每秒的响应次数，也就是最大吞吐能力，QPS=请求数req/秒sec

2.2利用jmeter测试

• 双击jmeter.bat启动jmeter

 

 

即可打开jmeter的界面

 

• 添加线程组

 

 

线程数：代表用户数量

时间：代表用户访问时间

10个线程要在2秒内访问完，那每秒就是访问5个线程

QPS=10/2=5，超过了单机阈值2，所以每秒的5个线程只成功2个，剩下的3个线程会请求失败。

循环次数：代表每个用户的访问次数

• 添加http请求

 

 

端口号：写的是sentinel中资源/order/prod/{pid}的端口号8091

路径：写的是给资源添加流控规则就写那个资源，/order/prod/{pid}

• 察看结果树

 

 

• 启动测试计划

方式一：单击上面任务栏的启动符号（适用于测试计划中只有一个线程）

方式二：右键单击线程启动（适用于测试计划中有多个线程）

 

结果：可以看到，成功的请求每次只有2个