Sentinel 控制台

根据上一篇文章《Sentinel 流控第一步》搭建了一个单机版控制台,它是Sentinel 提供的一个轻量级的开源控制台,它提供机器发现以及健康情况管理、监控(单机和集群),规则管理和推送的功能。本文继续上篇,介绍该控制台。

Sentinel 控制台包含如下功能:

  • 查看机器列表以及健康情况:收集 Sentinel 客户端发送的心跳包,用于判断机器是否在线。

  • 监控 (单机和集群聚合):通过 Sentinel 客户端暴露的监控 API,定期拉取并且聚合应用监控信息,最终可以实现秒级的实时监控。

  • 规则管理和推送:统一管理推送规则。

  • 鉴权:生产环境中鉴权非常重要。这里每个开发者需要根据自己的实际情况进行定制。

启动后访问,当您在机器列表中看到您的机器,就代表着您已经成功接入控制台;如果没有看到您的机器,请检查配置,并通过${user.home}/logs/csp/sentinel-record.log.xxx日志来排查原因。

机器列表

监控

流控主要在热点链路中配置,显示刚刚调用过的资源(单机实时),因为簇点监控是内存态的信息,它仅展示启动后调用过的资源。簇点链路(单机调用链路)页面实时的去拉取指定客户端资源的运行情况。它一共提供两种展示模式:一种用树状结构展示资源的调用链路,另外一种则不区分调用链路展示资源的运行情况。

树状链路 平铺链路
树状视图
平铺链路

项目中暴露了/index接口,热点链路中也显示出了该资源,控制规则则可以针对该资源进行配置。

配置

并发线程数流量控制

线程数限流用于保护业务线程数不被耗尽。例如,当应用所依赖的下游应用由于某种原因导致服务不稳定、响应延迟增加,对于调用者来说,意味着吞吐量下降和更多的线程数占用,极端情况下甚至导致线程池耗尽。为应对高线程占用的情况,业内有使用隔离的方案,比如通过不同业务逻辑使用不同线程池来隔离业务自身之间的资源争抢(线程池隔离),或者使用信号量来控制同时请求的个数(信号量隔离)。这种隔离方案虽然能够控制线程数量,但无法控制请求排队时间。当请求过多时排队也是无益的,直接拒绝能够迅速降低系统压力。Sentinel线程数限流不负责创建和管理线程池,而是简单统计当前请求上下文的线程个数,如果超出阈值,新的请求会被立即拒绝。

多线程类型

同一个资源可以对应多条限流规则,该资源的所有限流规则会被依次遍历,直到有规则触发限流或者所有规则遍历完毕。一条限流规则主要由下面几个因素组成,我们可以组合这些元素来实现不同的限流效果:

  • resource:资源名,即限流规则的作用对象
  • count: 限流阈值
  • grade: 限流阈值类型,QPS 或线程数
  • strategy: 根据调用关系选择策略

QPS流量控制

QPS类型

当 QPS 超过某个阈值的时候,则采取措施进行流量控制。流量控制的手段包括下面 3 种,对应 FlowRule 中的 controlBehavior 字段:

  1. 直接拒绝/快速失败(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_DEFAULT)方式。该方式是默认的流量控制方式,当QPS超过任意规则的阈值后,新的请求就会被立即拒绝,拒绝方式为抛出FlowException。这种方式适用于对系统处理能力确切已知的情况下,比如通过压测确定了系统的准确水位时。

  2. 冷启动/Warm Up(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_WARM_UP)方式。该方式主要用于系统长期处于低水位的情况下,当流量突然增加时,直接把系统拉升到高水位可能瞬间把系统压垮。通过"冷启动",让通过的流量缓慢增加,在一定时间内逐渐增加到阈值上限,给冷系统一个预热的时间,避免冷系统被压垮的情况。

    通常冷启动的过程系统允许通过的 QPS 曲线如下图所示:

warmup
  1. 匀速器/排队等待(RuleConstant.CONTROL_BEHAVIOR_RATE_LIMITER)方式。这种方式严格控制了请求通过的间隔时间,也即是让请求以均匀的速度通过,对应的是漏桶算法。
排队

这种方式主要用于处理间隔性突发的流量,例如消息队列。想象一下这样的场景,在某一秒有大量的请求到来,而接下来的几秒则处于空闲状态,我们希望系统能够在接下来的空闲期间逐渐处理这些请求,而不是在第一秒直接拒绝多余的请求。

流量控制模式

控制模式

调用关系包括调用方、被调用方;方法又可能会调用其它方法,形成一个调用链路的层次关系。Sentinel 底层通过 NodeSelectorSlot 建立不同资源间的调用的关系,并且通过 ClusterNodeBuilderSlot 记录每个资源的实时统计信息。有了调用链路的统计信息,可以衍生出多种流量控制手段。

  • default:表示不区分调用者,来自任何调用者的请求都将进行限流统计。如果这个资源名的调用总和超过了这条规则定义的阈值,则触发限流。

同一个资源名可以配置多条规则,规则的生效顺序为:{some_origin_name} > other > default

根据调用方限流/直接

根据调用链路入口限流:链路限流

资源之间的调用可能会形成一条链路,这些资源通过调用关系,相互之间构成一棵调用树。这棵树的根节点是一个名字为 machine-root 的虚拟节点,调用链的入口都是这个虚节点的子节点。 一棵典型的调用树如下图所示:

                  machine-root
                    /       \
                   /         \
             Entrance1     Entrance2
                /             \
               /               \
      DefaultNode(nodeA)   DefaultNode(nodeA)

上图中来自入口 Entrance1 和 Entrance2 的请求都调用到了资源 NodeA,Sentinel 允许只根据某个入口的统计信息对资源限流。比如我们可以设置 FlowRule.strategy 为 RuleConstant.CHAIN,同时设置 FlowRule.ref_identity 为 Entrance1 来表示只有从入口 Entrance1 的调用才会记录到 NodeA 的限流统计当中,而对来自 Entrance2 的调用漠不关心。(即ENtrance1既配置了链路限流规则,有配置了下面的关联流量控制)

具有关系的资源流量控制:关联流量控制

当两个资源之间具有资源争抢或者依赖关系的时候,这两个资源便具有了关联。比如对数据库同一个字段的读操作和写操作存在争抢,读的速度过高会影响写得速度,写的速度过高会影响读的速度。如果放任读写操作争抢资源,则争抢本身带来的开销会降低整体的吞吐量。可使用关联限流来避免具有关联关系的资源之间过度的争抢,举例来说,read_db 和 write_db 这两个资源分别代表数据库读写,我们可以给 read_db 设置限流规则来达到写优先的目的:设置 FlowRule.strategy 为 RuleConstant.RELATE 同时设置 FlowRule.ref_identity 为 write_db。这样当写库操作过于频繁时,读数据的请求会被限流。

Push模式

对于以上操作,控制台的规则推送是通过底层规则查询更改HTTP API来更改规则,意味着规则都是配置在内存中,应用重启之后规则就会丢失。生产环境下一般更常用的是 push 模式的数据源。对于 push 模式的数据源,如远程配置中心(ZooKeeper, Nacos, Apollo等等),推送的操作不应由 Sentinel 客户端进行,而应该经控制台统一进行管理,直接进行推送,数据源仅负责获取配置中心推送的配置并更新到本地。因此推送规则正确做法应该是 配置中心控制台/Sentinel 控制台 → 配置中心 → Sentinel 数据源 → Sentinel,而不是经 Sentinel 数据源推送至配置中心。这样的流程就非常清晰了:

远程配置中心

以 ZooKeeper 为例子,如果要使用第三方的配置中心作为配置管理,您需要做下面的几件事情:

  1. 实现一个公共的 ZooKeeper 客户端用于推送规则,在 Sentinel 控制台配置项中需要指定 ZooKeeper 的地址,启动时即创建 ZooKeeper Client。

  2. 我们需要针对每个应用(appName),每种规则设置不同的 path(可随时修改);或者约定大于配置(如 path 的模式统一为 /sentinel_rules/{appName}/{ruleType},e.g. sentinel_rules/appA/flowRule)。

  3. 规则配置页需要进行相应的改造,直接针对应用维度进行规则配置;修改同个应用多个资源的规则时可以批量进行推送,也可以分别推送。Sentinel 控制台将规则缓存在内存中(如 InMemFlowRuleStore),可以对其进行改造使其支持应用维度的规则缓存(key 为 appName),每次添加/修改/删除规则都先更新内存中的规则缓存,然后需要推送的时候从规则缓存中获取全量规则,然后通过上面实现的 Client 将规则推送到 ZooKeeper 即可。

  4. 应用客户端需要注册对应的读数据源以监听变更,可以参考 相关文档

从 Sentinel 1.4.0 开始,Sentinel 控制台提供 DynamicRulePublisherDynamicRuleProvider 接口用于实现应用维度的规则推送和拉取,并提供了相关的示例。Sentinel 提供应用维度规则推送的示例页面(/v2/flow),用户改造控制台对接配置中心后可直接通过 v2 页面推送规则至配置中心。改造详情可参考 应用维度规则推送示例

部署多个控制台实例时,通常需要将规则存至 DB 中,规则变更后同步向配置中心推送规则。

这PUSH模式的详细内容,等我实践后来完善。🥇

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