服務容錯：項目整合Sentinel實現(xiàn)限流與容錯

章節(jié)概述

今天，我們就使用Sentinel實現(xiàn)接口的限流，并使用Feign整合Sentinel實現(xiàn)服務容錯的功能，讓小伙伴們體驗下微服務使用了服務容錯功能的效果。因為我們整個專欄的內(nèi)容僅僅圍繞著SpringCloud Alibaba技術(shù)棧展開，所以，這里我們使用的服務容錯組件是阿里開源的Sentinel。

讓客戶滿意是我們工作的目標，不斷超越客戶的期望值來自于我們對這個行業(yè)的熱愛。我們立志把好的技術(shù)通過有效、簡單的方式提供給客戶，將通過不懈努力成為客戶在信息化領域值得信任、有價值的長期合作伙伴，公司提供的服務項目有：域名注冊、網(wǎng)絡空間、營銷軟件、網(wǎng)站建設、鄂溫克網(wǎng)站維護、網(wǎng)站推廣。

當然，能夠?qū)崿F(xiàn)服務容錯功能的組件不僅僅有Sentinel，比如：Hystrix和Resilience4J也能夠?qū)崿F(xiàn)服務容錯的目的，關于Hystrix和Resilience4J不是本專欄的重點，冰河就不再贅述了，小伙伴們可以自行了解。

關于Sentinel

隨著微服務的流行，服務和服務之間的穩(wěn)定性變得越來越重要。Sentinel 以流量為切入點，從流量控制、熔斷降級、系統(tǒng)負載保護等多個維度保護服務的穩(wěn)定性。

Sentinel的特征

豐富的應用場景：Sentinel 承接了阿里巴巴近 10 年的雙十一大促流量的核心場景，例如秒殺(即突發(fā)流量控制在系統(tǒng)容量可以承受的范圍)、消息削峰填谷、集群流量控制、實時熔斷下游不可用應用等。
完備的實時監(jiān)控：Sentinel 同時提供實時的監(jiān)控功能。您可以在控制臺中看到接入應用的單臺機器秒級數(shù)據(jù)，甚至 500 臺以下規(guī)模的集群的匯總運行情況。
廣泛的開源生態(tài)：Sentinel 提供開箱即用的與其它開源框架/庫的整合模塊，例如與 Spring Cloud、Apache Dubbo、gRPC、Quarkus 的整合。您只需要引入相應的依賴并進行簡單的配置即可快速地接入 Sentinel。同時 Sentinel 提供 Java/Go/C++ 等多語言的原生實現(xiàn)。
完善的 SPI 擴展機制：Sentinel 提供簡單易用、完善的 SPI 擴展接口。您可以通過實現(xiàn)擴展接口來快速地定制邏輯。例如定制規(guī)則管理、適配動態(tài)數(shù)據(jù)源等。

Sentinel的主要特性

Sentinel的開源生態(tài)

Sentinel 分為兩個部分:

核心庫(Java 客戶端)不依賴任何框架/庫，能夠運行于所有 Java 運行時環(huán)境，同時對 Dubbo / Spring Cloud 等框架也有較好的支持。
控制臺(Dashboard)基于 Spring Boot 開發(fā)，打包后可以直接運行，不需要額外的 Tomcat 等應用容器

注意：上述內(nèi)容來自Sentinel官方文檔，鏈接地址為：

https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki/%E4%BB%8B%E7%BB%8D

項目整合Sentinel

在微服務項目中整合Sentinel是非常簡單的，只需要在項目的pom.xml文件中引入Sentinel的依賴即可，不過在使用Sentinel時，需要安裝Sentinel的控制臺。

安裝Sentinel控制臺

Sentinel 提供一個輕量級的控制臺, 它提供機器發(fā)現(xiàn)、單機資源實時監(jiān)控以及規(guī)則管理等功能。

(1)到鏈接

https://github.com/alibaba/Sentinel/releases

下載Sentinel控制臺，如下所示，我這里下載的Sentinel控制臺是1.8.4版本。

(2)Sentinel控制臺下載完成后，在本地啟動Sentinel控制臺，如下所示。

java -Dserver.port=8888 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8888 
-Dproject.name=sentinel-dashboard -jar sentinel-dashboard-1.8.4.jar

小伙伴們?nèi)绻朐贑entOS服務器上以后臺進程方式啟動Sentinel控制臺，可以使用如下命令

nohup java -Dserver.port=8888 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8888 -Dproject.name=sentinel-dashboard -jar sentinel-dashboard-1.8.4.jar >> /dev/null &

啟動后在瀏覽器中輸入 http://localhost:8888 訪問Sentinel控制臺，如下所示。

輸入默認的用戶名sentinel和密碼sentinel，登錄Sentinel控制臺，如下所示。

至此，Sentinel控制臺下載并啟動成功。

項目集成Sentinel

(1)在訂單微服務的shop-order的pom.xml文件中添加Sentinel的相關依賴，如下所示。


    com.alibaba.cloud
    spring-cloud-starter-alibaba-sentinel

(2)在訂單微服務的shop-order的application.yml文中加入Sentinel相關的配置，如下所示。

spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        port: 9999   #指定和Sentinel控制臺交互的端口，任意指定一個未使用的端口即可
        dashboard: 127.0.0.1:8888  #Sentinel控制臺服務地址

(3)為了讓大家直觀的感受到Sentinel的功能，這里我們先在訂單微服務的io.binghe.shop.order.controller.OrderController類中新增一個測試接口，如下所示。

@GetMapping(value = "/test_sentinel")
public String testSentinel(){
    log.info("測試Sentinel");
    return "sentinel";
}

(4)啟動訂單微服務，在瀏覽器中輸入http://localhost:8080/order/test_sentinel訪問在訂單微服務中新增的接口，如下所示。

(5)刷新Sentinel頁面，會發(fā)現(xiàn)已經(jīng)顯示了訂單微服務的菜單，如下所示。

注意：直接啟動訂單微服務和Sentinel，會發(fā)現(xiàn)Sentinel中沒有訂單微服務的數(shù)據(jù)，因為Sentinel是懶加載機制，所以需要訪問一下接口，再去訪問Sentinel 就有數(shù)據(jù)了。

至此，訂單微服務成功集成了Sentinel。

集成Sentinel限流功能

這里，我們使用Sentinel為http://localhost:8080/order/test_sentinel接口限流，步驟如下所示。

(1)在Sentinel控制臺找到server-order下的簇點鏈路菜單，如下所示。

(2)在簇點鏈路列表中找到/test_sentinel，在右側(cè)的操作中選擇流控，如下所示。

點擊流控按鈕會顯示新增流控規(guī)則的彈出框，如下所示。

這里，我們在單機閾值后直接填寫1，如下所示。

配置好之后點擊新增按鈕。上述配置表示http://localhost:8080/order/test_sentinel接口的QPS為1，每秒訪問1次。如果每秒訪問的次數(shù)超過1次，則會被Sentinel限流。

(3)在瀏覽器上不斷刷新http://localhost:8080/order/test_sentinel接口，當每秒中訪問的次數(shù)超過1次時，會被Sentinel限流，如下所示。

對提交訂單的接口限流

在提交訂單的接口 http://localhost:8080/order/submit_order上實現(xiàn)限流，步驟如下。

(1)首先訪問下提交訂單的接口 http://localhost:8080/order/submit_order，使得Sentinel中能夠捕獲到提交訂單的接口，并點擊操作中的流控按鈕，如下所示。

這里的注意點還是：直接啟動訂單微服務和Sentinel，會發(fā)現(xiàn)Sentinel中沒有訂單微服務的數(shù)據(jù)，因為Sentinel是懶加載機制，所以需要訪問一下接口，再去訪問Sentinel 就有數(shù)據(jù)了。

(2)在新增流控規(guī)則顯示框中的QPS單機閾值設置為1，點擊新增按鈕，如下所示。

(3)在瀏覽器中不斷刷新 http://localhost:8080/order/submit_order?userId=1001&productId=1001&count=1 使得每秒訪問的頻率超過1次，會被Sentinel限流，如下所示。

至此，項目中集成了Sentinel并使用Sentinel實現(xiàn)了接口的限流。

Feign整合Sentinel實現(xiàn)容錯

我們之前在項目中集成了Sentinel，并使用Sentinel實現(xiàn)了限流，如果訂單微服務的下游服務，比如用戶微服務和商品微服務出現(xiàn)故障，無法訪問時，那訂單微服務該如何實現(xiàn)服務容錯呢?使用Sentinel就可以輕松實現(xiàn)。

添加依賴并開啟支持

(1)在訂單微服務的shop-order的pom.xml文件中添加Sentinel的相關依賴，如下所示。


    com.alibaba.cloud
    spring-cloud-starter-alibaba-sentinel

注意：這一步是為了整個案例的完整性加上的，如果小伙伴們按照文章實現(xiàn)了項目整合Sentinel，并在訂單微服務的shop-order的pom.xml文件中添加了上述配置，則可忽略此步驟。

(2)在訂單微服務的application.yml文件中添加如下配置開啟Feign對Sentinel的支持。

feign:
  sentinel:
    enabled: true

為遠程調(diào)用實現(xiàn)容錯

(1)需要在訂單微服務shop-order中，為遠程調(diào)用接口實現(xiàn)容錯方法。這里，先為用戶微服務實現(xiàn)容錯。在訂單微服務中新建io.binghe.shop.order.Feign.fallback 包，并在 io.binghe.shop.order.Feign.fallback包下創(chuàng)建UserServiceFallBack類實現(xiàn)UserService接口，用于調(diào)用用戶微服務的容錯類，如下所示。

/**
 * @author binghe (公眾號：冰河技術(shù))
 * @version 1.0.0
 * @description 用戶服務容錯類
 */
@Component
public class UserServiceFallBack implements UserService {
    @Override
    public User getUser(Long uid) {
        User user = new User();
        user.setId(-1L);
        return user;
    }
}

注意：容錯類需要實現(xiàn)一個被容錯的接口，并實現(xiàn)這個接口的方法。

接下來，在訂單微服務的io.binghe.shop.order.Feign.UserService接口上的@FeignClient注解上指定容錯類，如下所示。

/**
 * @author binghe (公眾號：冰河技術(shù))
 * @version 1.0.0
 * @description 調(diào)用用戶微服務的接口
 */
@FeignClient(value = "server-user", fallback = UserServiceFallBack.class)
public interface UserService {

    @GetMapping(value = "/user/get/{uid}")
    User getUser(@PathVariable("uid") Long uid);
}

(2)在訂單微服務中的 io.binghe.shop.order.Feign.fallback包下創(chuàng)建ProductServiceFallBack類實現(xiàn)ProductService接口，用于調(diào)用商品微服務的容錯類，如下所示。

/**
 * @author binghe (公眾號：冰河技術(shù))
 * @version 1.0.0
 * @description 商品微服務的容錯類
 */
@Component
public class ProductServiceFallBack implements ProductService {
    @Override
    public Product getProduct(Long pid) {
        Product product = new Product();
        product.setId(-1L);
        return product;
    }

    @Override
    public Result updateCount(Long pid, Integer count) {
        Result result = new Result<>();
        result.setCode(1001);
        result.setCodeMsg("觸發(fā)了容錯邏輯");
        return result;
    }
}

接下來，在訂單微服務的io.binghe.shop.order.fegin.ProductService接口的@FeignClient注解上指定容錯類，如下所示。

/**
 * @author binghe (公眾號：冰河技術(shù))
 * @version 1.0.0
 * @description 調(diào)用商品微服務的接口
 */
@FeignClient(value = "server-product", fallback = ProductServiceFallBack.class)
public interface ProductService {

    /**
     * 獲取商品信息
     */
    @GetMapping(value = "/product/get/{pid}")
    Product getProduct(@PathVariable("pid") Long pid);

    /**
     * 更新庫存數(shù)量
     */
    @GetMapping(value = "/product/update_count/{pid}/{count}")
    Result updateCount(@PathVariable("pid") Long pid, @PathVariable("count") Integer count);
}

(3)修改訂單微服務的業(yè)務實現(xiàn)類中提交訂單的業(yè)務方法，這里修改的方法位于io.binghe.shop.order.service.impl.OrderServiceV6Impl類中，同時需要將類上的@Service注解中指定bean的名稱為orderServiceV6。

@Slf4j
@Service("orderServiceV6")
public class OrderServiceV6Impl implements OrderService {
    //省略所有代碼
}

在提交訂單的業(yè)務方法中，修改前的代碼片段如下所示。

User user = userService.getUser(orderParams.getUserId());
if (user == null){
    throw new RuntimeException("未獲取到用戶信息: " + JSONObject.toJSONString(orderParams));
}
Product product = productService.getProduct(orderParams.getProductId());
if (product == null){
    throw new RuntimeException("未獲取到商品信息: " + JSONObject.toJSONString(orderParams));
}
//#####################省略N行代碼##########################
Result result = productService.updateCount(orderParams.getProductId(), orderParams.getCount());
if (result.getCode() != HttpCode.SUCCESS){
    throw new RuntimeException("庫存扣減失敗");
}

修改后的代碼片段如下所示。

User user = userService.getUser(orderParams.getUserId());
if (user == null){
    throw new RuntimeException("未獲取到用戶信息: " + JSONObject.toJSONString(orderParams));
}
if (user.getId() == -1){
    throw new RuntimeException("觸發(fā)了用戶微服務的容錯邏輯: " + JSONObject.toJSONString(orderParams));
}
Product product = productService.getProduct(orderParams.getProductId());
if (product == null){
    throw new RuntimeException("未獲取到商品信息: " + JSONObject.toJSONString(orderParams));
}
if (product.getId() == -1){
    throw new RuntimeException("觸發(fā)了商品微服務的容錯邏輯: " + JSONObject.toJSONString(orderParams));
}
//#####################省略N行代碼##########################
Result result = productService.updateCount(orderParams.getProductId(), orderParams.getCount());
if (result.getCode() == 1001){
    throw new RuntimeException("觸發(fā)了商品微服務的容錯邏輯: " + JSONObject.toJSONString(orderParams));
}
if (result.getCode() != HttpCode.SUCCESS){
    throw new RuntimeException("庫存扣減失敗");
}

可以看到，修改后的提交訂單的業(yè)務方法主要增加了服務容錯的判斷邏輯。

(4)在io.binghe.shop.order.controller.OrderController中注入bean名稱為orderServiceV6的OrderService對象，如下所示。

@Autowired
@Qualifier(value = "orderServiceV6")
private OrderService orderService;

至此，我們在項目中使用Sentinel實現(xiàn)了服務容錯的功能。

測試服務容錯

(1)停掉所有的商品微服務(也就是只啟動用戶微服務和訂單微服務)，在瀏覽器中訪問http://localhost:8080/order/submit_order?userId=1001&productId=1001&count=1，結(jié)果如下所示。

返回的原始數(shù)據(jù)如下所示。

{"code":500,"codeMsg":"執(zhí)行失敗","data":"觸發(fā)了商品微服務的容錯邏輯: {\"count\":1,\"empty\":false,\"productId\":1001,\"userId\":1001}"}

說明停掉所有的商品微服務后，觸發(fā)了商品微服務的容錯邏輯。

(2)停掉所有的用戶微服務(也就是只啟動商品微服務和訂單微服務)在瀏覽器中訪問http://localhost:8080/order/submit_order?userId=1001&productId=1001&count=1，結(jié)果如下所示。

返回的原始數(shù)據(jù)如下所示。

{"code":500,"codeMsg":"執(zhí)行失敗","data":"觸發(fā)了用戶微服務的容錯邏輯: {\"count\":1,\"empty\":false,\"productId\":1001,\"userId\":1001}"}

(3)停掉所有的用戶微服務和商品微服務(也就是只啟動訂單微服務)，在瀏覽器中訪問http://localhost:8080/order/submit_order?userId=1001&productId=1001&count=1，結(jié)果如下所示。

返回的原始數(shù)據(jù)如下所示。

{"code":500,"codeMsg":"執(zhí)行失敗","data":"觸發(fā)了用戶微服務的容錯邏輯: {\"count\":1,\"empty\":false,\"productId\":1001,\"userId\":1001}"}

說明項目集成Sentinel成功實現(xiàn)了服務的容錯功能。

容錯擴展

如果想要在訂單微服務中獲取到容錯時的具體信息時，可以按照如下方式實現(xiàn)容錯方案。

實現(xiàn)容錯時獲取異常

(1)在訂單微服務shop-order中新建io.binghe.shop.order.fegin.fallback.factory包，在io.binghe.shop.order.fegin.fallback.factory包中新建UserServiceFallBackFactory類，并實現(xiàn)FallbackFactory接口，F(xiàn)allbackFactory接口的泛型指定為UserService，源碼如下所示。

/**
 * @author binghe (公眾號：冰河技術(shù))
 * @version 1.0.0
 * @description 用戶微服務容錯Factory
 */
@Component
public class UserServiceFallBackFactory implements FallbackFactory {
    @Override
    public UserService create(Throwable cause) {
        return new UserService() {
            @Override
            public User getUser(Long uid) {
                User user = new User();
                user.setId(-1L);
                return user;
            }
        };
    }
}

(2)在訂單微服務的 io.binghe.shop.order.fegin.UserService 接口上的@FeignClient注解上指定fallbackFactory屬性，如下所示。

/**
 * @author binghe (公眾號：冰河技術(shù))
 * @version 1.0.0
 * @description 調(diào)用用戶微服務的接口
 */
//@FeignClient(value = "server-user", fallback = UserServiceFallBack.class)
@FeignClient(value = "server-user", fallbackFactory = UserServiceFallBackFactory.class)
public interface UserService {
    @GetMapping(value = "/user/get/{uid}")
    User getUser(@PathVariable("uid") Long uid);
}

(3)在io.binghe.shop.order.fegin.fallback.factory包中新建ProductServiceFallBackFactory類，并實現(xiàn)FallbackFactory接口，F(xiàn)allbackFactory接口的泛型指定為ProductService，源碼如下所示。

/**
 * @author binghe (公眾號：冰河技術(shù))
 * @version 1.0.0
 * @description 商品微服務容錯Factory
 */
@Component
public class ProductServiceFallBackFactory implements FallbackFactory {
    @Override
    public ProductService create(Throwable cause) {
        return new ProductService() {
            @Override
            public Product getProduct(Long pid) {
                Product product = new Product();
                product.setId(-1L);
                return product;
            }

            @Override
            public Result updateCount(Long pid, Integer count) {
                Result result = new Result<>();
                result.setCode(1001);
                result.setCodeMsg("觸發(fā)了容錯邏輯");
                return result;
            }
        };
    }
}

(4)在訂單微服務的 io.binghe.shop.order.fegin.ProductService 接口上的@FeignClient注解上指定fallbackFactory屬性，如下所示。

/**
 * @author binghe (公眾號：冰河技術(shù))
 * @version 1.0.0
 * @description 調(diào)用商品微服務的接口
 */
//@FeignClient(value = "server-product", fallback = ProductServiceFallBack.class)
@FeignClient(value = "server-product", fallbackFactory = ProductServiceFallBackFactory.class)
public interface ProductService {

    /**
     * 獲取商品信息
     */
    @GetMapping(value = "/product/get/{pid}")
    Product getProduct(@PathVariable("pid") Long pid);

    /**
     * 更新庫存數(shù)量
     */
    @GetMapping(value = "/product/update_count/{pid}/{count}")
    Result updateCount(@PathVariable("pid") Long pid, @PathVariable("count") Integer count);
}

測試服務容錯

與“Feign整合Sentinel實現(xiàn)容錯-測試服務容錯”中的測試方法相同，這里不再贅述。

至此，使用Sentinel實現(xiàn)限流和容錯的功能就完成了。

最后，需要注意的是：使用Sentinel實現(xiàn)服務容錯時，fallback和fallbackFactory只能使用其中一種方式實現(xiàn)服務容錯，二者不能同時使用。

網(wǎng)站名稱：服務容錯：項目整合Sentinel實現(xiàn)限流與容錯
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