== Spring Cloud Alibaba Sentinel

=== Sentinel 介绍

随着微服务的流行，服务和服务之间的稳定性变得越来越重要。 https://github.com/alibaba/Sentinel[Sentinel] 以流量为切入点，从流量控制、熔断降级、系统负载保护等多个维度保护服务的稳定性。

https://github.com/alibaba/Sentinel[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、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。您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 扩展点。您可以通过实现扩展点，快速的定制逻辑。例如定制规则管理、适配数据源等。

=== 如何使用 Sentinel

如果要在您的项目中引入 Sentinel，使用 group ID 为 `com.alibaba.cloud` 和 artifact ID 为 `spring-cloud-starter-alibaba-sentinel` 的 starter。

```xml
[source,yaml]
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>
```

下面这个例子就是一个最简单的使用 Sentinel 的例子:

```java
@SpringBootApplication
public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServiceApplication.class, args);
    }

}

@RestController
public class TestController {

    @GetMapping(value = "/hello")
    @SentinelResource("hello")
    public String hello() {
        return "Hello Sentinel";
    }

}
```

@SentinelResource 注解用来标识资源是否被限流、降级。上述例子上该注解的属性 'hello' 表示资源名。

@SentinelResource 还提供了其它额外的属性如 `blockHandler`，`blockHandlerClass`，`fallback` 用于表示限流或降级的操作，更多内容可以参考 https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki/%E6%B3%A8%E8%A7%A3%E6%94%AF%E6%8C%81[Sentinel注解支持]。

以上例子都是在 WebServlet 环境下使用的，Sentinel 目前已经支持 WebFlux，需要配合 `spring-boot-starter-webflux` 依赖触发 sentinel-starter 中 WebFlux 相关的自动化配置。

```java
@SpringBootApplication
public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServiceApplication.class, args);
    }

}

@RestController
public class TestController {

    @GetMapping("/mono")
    @SentinelResource("hello")
    public Mono<String> mono() {
	return Mono.just("simple string")
			.transform(new SentinelReactorTransformer<>("otherResourceName"));
    }

}
```

===== Sentinel 控制台

Sentinel 控制台提供一个轻量级的控制台，它提供机器发现、单机资源实时监控、集群资源汇总，以及规则管理的功能。您只需要对应用进行简单的配置，就可以使用这些功能。

*注意*: 集群资源汇总仅支持 500 台以下的应用集群，有大概 1 - 2 秒的延时。

.Sentinel Dashboard
image::https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki/image/dashboard.png[]

开启该功能需要3个步骤：

====== 获取控制台

您可以从 https://github.com/alibaba/Sentinel/releases[release 页面] 下载最新版本的控制台 jar 包。

您也可以从最新版本的源码自行构建 Sentinel 控制台：

* 下载 https://github.com/alibaba/Sentinel/tree/master/sentinel-dashboard[控制台] 工程
* 使用以下命令将代码打包成一个 fat jar: `mvn clean package`


====== 启动控制台

Sentinel 控制台是一个标准的 SpringBoot 应用，以 SpringBoot 的方式运行 jar 包即可。

```shell
java -Dserver.port=8080 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8080 -Dproject.name=sentinel-dashboard -jar sentinel-dashboard.jar
```

如若8080端口冲突，可使用 `-Dserver.port=新端口` 进行设置。

==== 配置控制台信息

.application.yml
----
spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        port: 8719
        dashboard: localhost:8080
----

这里的 `spring.cloud.sentinel.transport.port` 端口配置会在应用对应的机器上启动一个 Http Server，该 Server 会与 Sentinel 控制台做交互。比如 Sentinel 控制台添加了1个限流规则，会把规则数据 push 给这个 Http Server 接收，Http Server 再将规则注册到 Sentinel 中。

更多 Sentinel 控制台的使用及问题参考： https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki/%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8F%B0[Sentinel控制台]

=== OpenFeign 支持

Sentinel 适配了 https://github.com/OpenFeign/feign[OpenFeign] 组件。如果想使用，除了引入 `sentinel-starter` 的依赖外还需要 2 个步骤：

* 配置文件打开 sentinel 对 feign 的支持：`feign.sentinel.enabled=true`
* 加入 `openfeign starter` 依赖使 `sentinel starter` 中的自动化配置类生效：
```xml
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>
```

这是一个 `FeignClient` 的简单使用示例：

```java
@FeignClient(name = "service-provider", fallback = EchoServiceFallback.class, configuration = FeignConfiguration.class)
public interface EchoService {
    @GetMapping(value = "/echo/{str}")
    String echo(@PathVariable("str") String str);
}

class FeignConfiguration {
    @Bean
    public EchoServiceFallback echoServiceFallback() {
        return new EchoServiceFallback();
    }
}

class EchoServiceFallback implements EchoService {
    @Override
    public String echo(@PathVariable("str") String str) {
        return "echo fallback";
    }
}
```

NOTE: Feign 对应的接口中的资源名策略定义：httpmethod:protocol://requesturl。`@FeignClient` 注解中的所有属性，Sentinel 都做了兼容。

`EchoService` 接口中方法 `echo` 对应的资源名为 `GET:http://service-provider/echo/{str}`。

=== RestTemplate 支持

Spring Cloud Alibaba Sentinel 支持对 `RestTemplate` 的服务调用使用 Sentinel 进行保护，在构造 `RestTemplate` bean的时候需要加上 `@SentinelRestTemplate` 注解。

```java
@Bean
@SentinelRestTemplate(blockHandler = "handleException", blockHandlerClass = ExceptionUtil.class)
public RestTemplate restTemplate() {
    return new RestTemplate();
}
```

`@SentinelRestTemplate` 注解的属性支持限流(`blockHandler`, `blockHandlerClass`)和降级(`fallback`, `fallbackClass`)的处理。

其中 `blockHandler` 或 `fallback` 属性对应的方法必须是对应 `blockHandlerClass` 或 `fallbackClass` 属性中的静态方法。

该方法的参数跟返回值跟 `org.springframework.http.client.ClientHttpRequestInterceptor#interceptor` 方法一致，其中参数多出了一个 `BlockException` 参数用于获取 Sentinel 捕获的异常。

比如上述 `@SentinelRestTemplate` 注解中 `ExceptionUtil` 的 `handleException` 属性对应的方法声明如下：

```java
public class ExceptionUtil {
    public static ClientHttpResponse handleException(HttpRequest request, byte[] body, ClientHttpRequestExecution execution, BlockException exception) {
        ...
    }
}
```

NOTE: 应用启动的时候会检查 `@SentinelRestTemplate` 注解对应的限流或降级方法是否存在，如不存在会抛出异常

`@SentinelRestTemplate` 注解的限流(`blockHandler`, `blockHandlerClass`)和降级(`fallback`, `fallbackClass`)属性不强制填写。

当使用 `RestTemplate` 调用被 Sentinel 熔断后，会返回 `RestTemplate request block by sentinel` 信息，或者也可以编写对应的方法自行处理返回信息。这里提供了 `SentinelClientHttpResponse` 用于构造返回信息。

Sentinel RestTemplate 限流的资源规则提供两种粒度：

* `httpmethod:schema://host:port/path`：协议、主机、端口和路径

* `httpmethod:schema://host:port`：协议、主机和端口

NOTE: 以 `https://www.taobao.com/test` 这个 url 并使用 GET 方法为例。对应的资源名有两种粒度，分别是 `GET:https://www.taobao.com` 以及 `GET:https://www.taobao.com/test`

=== 动态数据源支持

`SentinelProperties` 内部提供了 `TreeMap` 类型的 `datasource` 属性用于配置数据源信息。

比如配置 4 个数据源：

[source,properties]
----
spring.cloud.sentinel.datasource.ds1.file.file=classpath: degraderule.json
spring.cloud.sentinel.datasource.ds1.file.rule-type=flow

#spring.cloud.sentinel.datasource.ds1.file.file=classpath: flowrule.json
#spring.cloud.sentinel.datasource.ds1.file.data-type=custom
#spring.cloud.sentinel.datasource.ds1.file.converter-class=org.springframework.cloud.alibaba.cloud.examples.JsonFlowRuleListConverter
#spring.cloud.sentinel.datasource.ds1.file.rule-type=flow

spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.server-addr=127.0.0.1:8848
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.data-id=sentinel
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.group-id=DEFAULT_GROUP
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.data-type=json
spring.cloud.sentinel.datasource.ds2.nacos.rule-type=degrade

spring.cloud.sentinel.datasource.ds3.zk.path = /Sentinel-Demo/SYSTEM-CODE-DEMO-FLOW
spring.cloud.sentinel.datasource.ds3.zk.server-addr = localhost:2181
spring.cloud.sentinel.datasource.ds3.zk.rule-type=authority

spring.cloud.sentinel.datasource.ds4.apollo.namespace-name = application
spring.cloud.sentinel.datasource.ds4.apollo.flow-rules-key = sentinel
spring.cloud.sentinel.datasource.ds4.apollo.default-flow-rule-value = test
spring.cloud.sentinel.datasource.ds4.apollo.rule-type=param-flow
----

这种配置方式参考了 Spring Cloud Stream Binder 的配置，内部使用了 `TreeMap` 进行存储，comparator 为 `String.CASE_INSENSITIVE_ORDER` 。

NOTE: d1, ds2, ds3, ds4 是 `ReadableDataSource` 的名字，可随意编写。后面的 `file` ，`zk` ，`nacos` , `apollo` 就是对应具体的数据源。 它们后面的配置就是这些具体数据源各自的配置。

每种数据源都有两个共同的配置项： `data-type`、 `converter-class` 以及 `rule-type`。

`data-type` 配置项表示 `Converter` 类型，Spring Cloud Alibaba Sentinel 默认提供两种内置的值，分别是 `json` 和 `xml` (不填默认是json)。 如果不想使用内置的 `json` 或 `xml` 这两种 `Converter`，可以填写 `custom` 表示自定义 `Converter`，然后再配置 `converter-class` 配置项，该配置项需要写类的全路径名(比如 `spring.cloud.sentinel.datasource.ds1.file.converter-class=org.springframework.cloud.alibaba.cloud.examples.JsonFlowRuleListConverter`)。

`rule-type` 配置表示该数据源中的规则属于哪种类型的规则(`flow`，`degrade`，`authority`，`system`, `param-flow`, `gw-flow`, `gw-api-group`)。

NOTE: 当某个数据源规则信息加载失败的情况下，不会影响应用的启动，会在日志中打印出错误信息。

NOTE: 默认情况下，xml 格式是不支持的。需要添加 `jackson-dataformat-xml` 依赖后才会自动生效。

关于 Sentinel 动态数据源的实现原理，参考： https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki/%E5%8A%A8%E6%80%81%E8%A7%84%E5%88%99%E6%89%A9%E5%B1%95[动态规则扩展]

=== Spring Cloud Gateway 支持

https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki/%E7%BD%91%E5%85%B3%E9%99%90%E6%B5%81[参考 Sentinel 网关限流]

若想跟 Sentinel Starter 配合使用，需要加上 `spring-cloud-alibaba-sentinel-gateway` 依赖，同时需要添加 `spring-cloud-starter-gateway` 依赖来让 `spring-cloud-alibaba-sentinel-gateway` 模块里的 Spring Cloud Gateway 自动化配置类生效：

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

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

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>
```

=== Sentinel 对外暴露的 Endpoint

Sentinel 内部提供了一个 Endpoint, 对应的 endpoint id 为 `sentinel`。

Endpoint 暴露的 json 中包含了多种属性:

1. appName: 应用名
2. logDir: 日志所在目录
3. logUsePid: 日志文件名是否带上进程id
4. blockPage: 限流 block 之后跳转的页面
5. metricsFileSize: metrics 文件的大小
6. metricsFileCharset: metrics 文件对应的字符集
7. totalMetricsFileCount: metrics 最多保留的文件数
8. consoleServer: sentinel dashboard 地址
9. clientIp: 客户端 ip
10. heartbeatIntervalMs: 客户端跟 dashboard 的心跳间隔时间
11. clientPort: 客户端需要暴露的端口跟 dashboard 进行交互
12. coldFactor: 冷启动因子
13. filter: CommonFilter 相关的属性， 比如 order, urlPatterns 以及 enable
14. datasource: 客户端配置的数据源信息
15. rules: 客户端生效的规则，内部含有 flowRules, degradeRules, systemRules, authorityRule, paramFlowRule

这是 Endpoint 暴露的 json 示例:


[source,json,indent=0]
----
{
	"blockPage": null,
	"appName": "sentinel-example",
	"consoleServer": "localhost:8080",
	"coldFactor": "3",
	"rules": {
		"flowRules": [{
			"resource": "GET:http://www.taobao.com",
			"limitApp": "default",
			"grade": 1,
			"count": 0.0,
			"strategy": 0,
			"refResource": null,
			"controlBehavior": 0,
			"warmUpPeriodSec": 10,
			"maxQueueingTimeMs": 500,
			"clusterMode": false,
			"clusterConfig": null
		}, {
			"resource": "/test",
			"limitApp": "default",
			"grade": 1,
			"count": 0.0,
			"strategy": 0,
			"refResource": null,
			"controlBehavior": 0,
			"warmUpPeriodSec": 10,
			"maxQueueingTimeMs": 500,
			"clusterMode": false,
			"clusterConfig": null
		}, {
			"resource": "/hello",
			"limitApp": "default",
			"grade": 1,
			"count": 1.0,
			"strategy": 0,
			"refResource": null,
			"controlBehavior": 0,
			"warmUpPeriodSec": 10,
			"maxQueueingTimeMs": 500,
			"clusterMode": false,
			"clusterConfig": null
		}]
	},
	"metricsFileCharset": "UTF-8",
	"filter": {
		"order": -2147483648,
		"urlPatterns": ["/*"],
		"enabled": true
	},
	"totalMetricsFileCount": 6,
	"datasource": {
		"ds1": {
			"file": {
				"dataType": "json",
				"ruleType": "FLOW",
				"converterClass": null,
				"file": "...",
				"charset": "utf-8",
				"recommendRefreshMs": 3000,
				"bufSize": 1048576
			},
			"nacos": null,
			"zk": null,
			"apollo": null,
			"redis": null
		}
	},
	"clientIp": "30.5.121.91",
	"clientPort": "8719",
	"logUsePid": false,
	"metricsFileSize": 52428800,
	"logDir": "...",
	"heartbeatIntervalMs": 10000
}
----

=== 关于 Sentinel Starter 更多的配置项信息

下表显示当应用的 `ApplicationContext` 中存在对应的Bean的类型时，会进行自动化设置：

|===
|存在Bean的类型 |操作 |作用
|`UrlCleaner`|`WebCallbackManager.setUrlCleaner(urlCleaner)`|资源清理(资源（比如将满足 /foo/:id 的 URL 都归到 /foo/* 资源下）)
|`UrlBlockHandler`|`WebCallbackManager.setUrlBlockHandler(urlBlockHandler)`|自定义限流处理逻辑
|`RequestOriginParser`|`WebCallbackManager.setRequestOriginParser(requestOriginParser)`|设置来源信息
|===


Spring Cloud Alibaba Sentinel 提供了这些配置选项

|===
|配置项 |含义 |默认值
|`spring.application.name` or `project.name`|Sentinel项目名|
|`spring.cloud.sentinel.enabled`|Sentinel自动化配置是否生效|true
|`spring.cloud.sentinel.eager`|是否提前触发 Sentinel 初始化|false
|`spring.cloud.sentinel.transport.port`|应用与Sentinel控制台交互的端口，应用本地会起一个该端口占用的HttpServer|8719
|`spring.cloud.sentinel.transport.dashboard`|Sentinel 控制台地址|
|`spring.cloud.sentinel.transport.heartbeat-interval-ms`|应用与Sentinel控制台的心跳间隔时间|
|`spring.cloud.sentinel.transport.client-ip`|此配置的客户端IP将被注册到 Sentinel Server 端|
|`spring.cloud.sentinel.filter.order`|Servlet Filter的加载顺序。Starter内部会构造这个filter|Integer.MIN_VALUE
|`spring.cloud.sentinel.filter.url-patterns`|数据类型是数组。表示Servlet Filter的url pattern集合|/*
|`spring.cloud.sentinel.filter.enabled`|Enable to instance CommonFilter|true
|`spring.cloud.sentinel.metric.charset`|metric文件字符集|UTF-8
|`spring.cloud.sentinel.metric.file-single-size`|Sentinel metric 单个文件的大小|
|`spring.cloud.sentinel.metric.file-total-count`|Sentinel metric 总文件数量|
|`spring.cloud.sentinel.log.dir`|Sentinel 日志文件所在的目录|
|`spring.cloud.sentinel.log.switch-pid`|Sentinel 日志文件名是否需要带上pid|false
|`spring.cloud.sentinel.servlet.block-page`| 自定义的跳转 URL，当请求被限流时会自动跳转至设定好的 URL |
|`spring.cloud.sentinel.flow.cold-factor`| https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki/%E9%99%90%E6%B5%81---
%E5%86%B7%E5%90%AF%E5%8A%A8[冷启动因子] |3
|`spring.cloud.sentinel.scg.fallback.mode`| Spring Cloud Gateway 熔断后的响应模式(选择 `redirect` or `response`) |
|`spring.cloud.sentinel.scg.fallback.redirect`| Spring Cloud Gateway 响应模式为 'redirect' 模式对应的重定向 URL |
|`spring.cloud.sentinel.scg.fallback.response-body`| Spring Cloud Gateway 响应模式为 'response' 模式对应的响应内容 |
|`spring.cloud.sentinel.scg.fallback.response-status`| Spring Cloud Gateway 响应模式为 'response' 模式对应的响应码 | 429
|`spring.cloud.sentinel.scg.fallback.content-type`| Spring Cloud Gateway 响应模式为 'response' 模式对应的 content-type | application/json
|===

NOTE: 请注意。这些配置只有在 Servlet 环境下才会生效，RestTemplate 和 Feign 针对这些配置都无法生效