核心组件

Resource
resource是sentinel中最重要的一个概念,sentinel通过资源来保护具体的业务代码或其他后方服务。sentinel把复杂的逻辑给屏蔽掉了,用户只需要为受保护的代码或服务定义一个资源,然后定义规则就可以了,剩下的通通交给sentinel来处理了。并且资源和规则是解耦的,规则甚至可以在运行时动态修改。定义完资源后,就可以通过在程序中埋点来保护你自己的服务了,埋点的方式有两种:

  • try-catch 方式(通过 SphU.entry(...)),当 catch 到BlockException时执行异常处理(或fallback)
  • if-else 方式(通过 SphO.entry(...)),当返回 false 时执行异常处理(或fallback)
    以上这两种方式都是通过硬编码的形式定义资源然后进行资源埋点的,对业务代码的侵入太大,从0.1.1版本开始,sentinel加入了注解的支持,可以通过注解来定义资源,具体的注解为:SentinelResource 。通过注解除了可以定义资源外,还可以指定 blockHandler 和 fallback 方法。

在sentinel中具体表示资源的类是:ResourceWrapper ,他是一个抽象的包装类,包装了资源的 Name 和EntryType。他有两个实现类,分别是:StringResourceWrapper 和 MethodResourceWrapper。顾名思义,StringResourceWrapper 是通过对一串字符串进行包装,是一个通用的资源包装类,MethodResourceWrapper 是对方法调用的包装。

Context
Context是对资源操作时的上下文环境,每个资源操作(针对Resource进行的entry/exit)必须属于一个Context,如果程序中未指定Context,会创建name为"sentinel_default_context"的默认Context。一个Context生命周期内可能有多个资源操作,Context生命周期内的最后一个资源exit时会清理该Context,这也预示这整个Context生命周期的结束。Context主要属性如下:

public class Context {
   // context名字,默认名字 "sentinel_default_context"
   private final String name;
   // context入口节点,每个context必须有一个entranceNode
   private DefaultNode entranceNode;
   // context当前entry,Context生命周期中可能有多个Entry,所有curEntry会有变化
   private Entry curEntry;
   // The origin of this context (usually indicate different invokers, e.g. service consumer name or origin IP).
   private String origin = "";
   private final boolean async;
}

注意:一个Context生命期内Context只能初始化一次,因为是存到ThreadLocal中,并且只有在非null时才会进行初始化。

如果想在调用 SphU.entry() 或 SphO.entry() 前,自定义一个context,则通过ContextUtil.enter()方法来创建。context是保存在ThreadLocal中的,每次执行的时候会优先到ThreadLocal中获取,为null时会调用 MyContextUtil.myEnter(Constants.CONTEXT_DEFAULT_NAME, "", resourceWrapper.getType())创建一个context。当Entry执行exit方法时,如果entry的parent节点为null,表示是当前Context中最外层的Entry了,此时将ThreadLocal中的context清空。

Context的创建与销毁
首先我们要清楚的一点就是,每次执行entry()方法,试图冲破一个资源时,都会生成一个上下文。这个上下文中会保存着调用链的根节点和当前的入口。

Context是通过ContextUtil创建的,具体的方法是trueEntry,代码如下:

protected static Context trueEnter(String name, String origin) {
    // 先从ThreadLocal中获取
    Context context = contextHolder.get();
    if (context == null) {
        // 如果ThreadLocal中获取不到Context
        // 则根据name从map中获取根节点,只要是相同的资源名,就能直接从map中获取到node
        Map<String, DefaultNode> localCacheNameMap = contextNameNodeMap;
        DefaultNode node = localCacheNameMap.get(name);
        if (node == null) {
            // 省略部分代码
            try {
                LOCK.lock();
                node = contextNameNodeMap.get(name);
                if (node == null) {
                    // 省略部分代码
                    // 创建一个新的入口节点
                    node = new EntranceNode(new StringResourceWrapper(name, EntryType.IN), null);
                    Constants.ROOT.addChild(node);
                    // 省略部分代码
                }
            } finally {
                LOCK.unlock();
            }
        }
        // 创建一个新的Context,并设置Context的根节点,即设置EntranceNode
        context = new Context(node, name);
        context.setOrigin(origin);
        // 将该Context保存到ThreadLocal中去
        contextHolder.set(context);
    }
    return context;
}

上面的代码中我省略了部分代码,只保留了核心的部分。从源码中还是可以比较清晰的看出生成Context的过程:

  • 1.先从ThreadLocal中获取,如果能获取到直接返回,如果获取不到则继续第2步
  • 2.从一个static的map中根据上下文的名称获取,如果能获取到则直接返回,否则继续第3步
  • 3.加锁后进行一次double check,如果还是没能从map中获取到,则创建一个EntranceNode,并把该EntranceNode添加到一个全局的ROOT节点中去,然后将该节点添加到map中去(这部分代码在上述代码中省略了)
  • 4.根据EntranceNode创建一个上下文,并将该上下文保存到ThreadLocal中去,下一个请求可以直接获取
    那保存在ThreadLocal中的上下文什么时候会清除呢?从代码中可以看到具体的清除工作在ContextUtil的exit方法中,当执行该方法时,会将保存在ThreadLocal中的context对象清除,具体的代码非常简单,这里就不贴代码了。

那ContextUtil.exit方法什么时候会被调用呢?有两种情况:一是主动调用ContextUtil.exit的时候,二是当一个入口Entry要退出,执行该Entry的trueExit方法的时候,此时会触发ContextUtil.exit的方法。但是有一个前提,就是当前Entry的父Entry为null时,此时说明该Entry已经是最顶层的根节点了,可以清除context。

Entry
刚才在Context身影中也看到了Entry的出现,现在就谈谈Entry。每次执行 SphU.entry() 或 SphO.entry() 都会返回一个Entry,Entry表示一次资源操作,内部会保存当前invocation信息。在一个Context生命周期中多次资源操作,也就是对应多个Entry,这些Entry形成parent/child结构保存在Entry实例中,entry类CtEntry结构如下:

class CtEntry extends Entry {
   protected Entry parent = null;
   protected Entry child = null;

   protected ProcessorSlot<Object> chain;
   protected Context context;
}
public abstract class Entry implements AutoCloseable {
   private long createTime;
   private Node curNode;
   /**
    * {@link Node} of the specific origin, Usually the origin is the Service Consumer.
    */
   private Node originNode;
   private Throwable error; // 是否出现异常
   protected ResourceWrapper resourceWrapper; // 资源信息
}

Entry实例代码中出现了Node,这个又是什么东东呢 😦,咱们接着往下看:
DefaultNode
Node(关于StatisticNode的讨论放到下一小节)默认实现类DefaultNode,该类还有一个子类EntranceNode;context有一个entranceNode属性,Entry中有一个curNode属性。

  • EntranceNode:该类的创建是在初始化Context时完成的(ContextUtil.trueEnter方法),注意该类是针对Context维度的,也就是一个context有且仅有一个EntranceNode。
  • DefaultNode:该类的创建是在NodeSelectorSlot.entry完成的,当不存在context.name对应的DefaultNode时会新建(new DefaultNode(resourceWrapper, null),对应resouce)并保存到本地缓存(NodeSelectorSlot中private volatile Map<String, DefaultNode> map);获取到context.name对应的DefaultNode后会将该DefaultNode设置到当前context的curEntry.curNode属性,也就是说,在NodeSelectorSlot中是一个context有且仅有一个DefaultNode。

看到这里,你是不是有疑问?为什么一个context有且仅有一个DefaultNode,我们的resouece跑哪去了呢,其实,这里的一个context有且仅有一个DefaultNode是在NodeSelectorSlot范围内,NodeSelectorSlot是ProcessorSlotChain中的一环,获取ProcessorSlotChain是根据Resource维度来的。总结为一句话就是:针对同一个Resource,多个context对应多个DefaultNode;针对不同Resource,(不管是否是同一个context)对应多个不同DefaultNode。

public class DefaultNode extends StatisticNode {
private ResourceWrapper id;
/**
* The list of all child nodes.
* 子节点集合
/
private volatile Set childList = new HashSet<>();
/*
* Associated cluster node.
*/
private ClusterNode clusterNode;
}

一个Resouce只有一个clusterNode,多个defaultNode对应一个clusterNode,如果defaultNode.clusterNode为null,则在ClusterBuilderSlot.entry中会进行初始化。

同一个Resource,对应同一个ProcessorSlotChain,这块处理逻辑在lookProcessChain方法中,如下:

ProcessorSlot lookProcessChain(ResourceWrapper resourceWrapper) {
ProcessorSlotChain chain = chainMap.get(resourceWrapper);
if (chain == null) {
synchronized (LOCK) {
chain = chainMap.get(resourceWrapper);
if (chain == null) {
// Entry size limit.
if (chainMap.size() >= Constants.MAX_SLOT_CHAIN_SIZE) {
return null;
}
chain = SlotChainProvider.newSlotChain();
Map<ResourceWrapper, ProcessorSlotChain> newMap = newHashMap<ResourceWrapper, ProcessorSlotChain>(
           chainMap.size() + 1);
           newMap.putAll(chainMap);
           newMap.put(resourceWrapper, chain);
           chainMap = newMap;
      }
  }
}
return chain;
}

StatisticNode
StatisticNode中保存了资源的实时统计数据(基于滑动时间窗口机制),通过这些统计数据,sentinel才能进行限流、降级等一系列操作。StatisticNode属性如下:

public class StatisticNode implements Node {
   /**
    * 秒级的滑动时间窗口(时间窗口单位500ms)
    */
   private transient volatile Metric rollingCounterInSecond = newArrayMetric(SampleCountProperty.SAMPLE_COUNT,
       IntervalProperty.INTERVAL);
   /**
    * 分钟级的滑动时间窗口(时间窗口单位1s)
    */
   private transient Metric rollingCounterInMinute = new ArrayMetric(60, 60 * 1000,false);
   /**
    * The counter for thread count.

 线程个数用户触发线程数流控
*/
private LongAdder curThreadNum = new LongAdder();
}
public class ArrayMetric implements Metric {
      private final LeapArray<MetricBucket> data;
}
public class MetricBucket {
// 保存统计值
private final LongAdder[] counters;
// 最小rt
private volatile long minRt;
}

其中MetricBucket.counters数组大小为MetricEvent枚举值的个数,每个枚举对应一个统计项,比如PASS表示通过个数,限流可根据通过的个数和设置的限流规则配置count大小比较,得出是否触发限流操作,所有枚举值如下:

public enum MetricEvent {
   PASS, // Normal pass.
   BLOCK, // Normal block.
   EXCEPTION,
   SUCCESS,
   RT,
   OCCUPIED_PASS
}
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