大家好，我是Tom哥~

互聯(lián)網(wǎng)+ 時代，業(yè)務(wù)數(shù)字化已經(jīng)蔓延到你能想到的各個行業(yè)。各種業(yè)務(wù)功能、營銷玩法越來越多，系統(tǒng)也越來越復(fù)雜。

面對不斷復(fù)雜的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，腦子越來越不夠用了

于是 聰明的人們 提出了 微服務(wù) 的設(shè)計思想

本著 復(fù)雜的事情簡單化 的原則，我們將一個大的系統(tǒng)拆分成若干個子系統(tǒng)，每個 子系統(tǒng) 職責(zé)單一，按 DDD 的設(shè)計理念，承載一個子域的業(yè)務(wù)建設(shè)。

于是，人們可以將精力聚焦，專心完成某一個業(yè)務(wù)點的深度建設(shè)。

多個微服務(wù)系統(tǒng)之間通過 RPC 框架(如：dubbo、spring cloud、gRPC 等)完成了串聯(lián)，但隨著調(diào)用量越來越大，人們發(fā)現(xiàn)服務(wù)與服務(wù)之間的穩(wěn)定性變得越來越重要

舉個例子：

• Service D 掛了，響應(yīng)很慢
• Service G 和 Service F ，都依賴 Service D，也會受到牽連，對外響應(yīng)也會變慢
• 影響層層向上傳遞，Service A 和 Service B 也會被拖垮
• 最后，引發(fā)雪崩效應(yīng)，系統(tǒng)的故障影響面會越來越大

為了解決這種問題，我們需要引入 熔斷 機制?！爱?dāng)斷則斷，不受其亂。當(dāng)斷不斷，必受其難”

什么是熔斷?

熔斷，其實是對調(diào)用鏈路中某個資源出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)時(如：調(diào)用超時或異常比例升高)，對這個資源的調(diào)用進行限制，讓請求快速失敗，避免影響到其它的資源而導(dǎo)致級聯(lián)錯誤。

當(dāng)資源被降級后，在接下來的降級時間窗口內(nèi)，對該資源的調(diào)用都自動熔斷(默認(rèn)是拋出 BlockException)

目前市面上的熔斷框架很多，如：Sentinel、Hystrix、Resilience4j 等，這些框架的設(shè)計理念都差不多。

本文重點講下 Sentinel 是如何在項目中使用的

Sentinel (分布式系統(tǒng)的流量防衛(wèi)兵) 是阿里開源的一套用于服務(wù)容錯的綜合性解決方案。它以流量為切入點, 從流量控制、熔斷降級、系統(tǒng)負(fù)載保護等多個維度來保護服務(wù)的穩(wěn)定性。

核心分為兩部分：

1、核心庫(Java 客戶端)：能夠運行在所有 Java 環(huán)境，對 Dubbo 、Spring Cloud 等框架也有較好的支持。

2、控制臺(Dashboard)：基于 Spring Boot 開發(fā)，打包后可以直接運行。

Sentinel 熔斷種類：

• RT 響應(yīng)時間
• 異常數(shù)
• 異常比例

Sentinel 安裝

首先，官網(wǎng)下載 sentinel 控制臺安裝包

下載地址：https://github.com/alibaba/Sentinel/releases

下載 Jar 包后，打開終端，運行命令

java -Dserver.port=8180 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8180 -Dproject.name=sentinel-dashboard -jar sentinel-dashboard-1.8.1.jar

登陸Sentinal控制臺：

默認(rèn)用戶和密碼都是 sentinel ，登錄成功后的界面如下，先來個直觀感受

控制臺配置熔斷規(guī)則：

這里表示熔斷策略選擇 慢調(diào)用比例，響應(yīng)時間超過200毫秒則標(biāo)記為慢請求。如果在一個1000 ms的統(tǒng)計周期內(nèi)(可自行調(diào)整)，慢請求比例超過30%且數(shù)量超過3個，則對后續(xù)請求進行熔斷，熔斷時長為10秒鐘，10秒以后恢復(fù)正常。

注解式接入

接入非常簡單，只需要提前在控制臺配置好資源規(guī)則，然后在代碼中添加 @SentinelResource注解即可。

// 資源名稱為handle1 
@RequestMapping("/handle1")
@SentinelResource(value = "handle1", blockHandler = "blockHandlerTestHandler")
public String handle1(String params) { 
    // 業(yè)務(wù)邏輯處理
    return "success";
}

// 接口方法 handle1 的 兜底方法
public String blockHandlerTestHandler(String params, BlockException blockException) {
    return "兜底返回";
}

達(dá)到閾值后，系統(tǒng)的默認(rèn)提示是一段英文，很不友好，我們可以自定義兜底方法。在@SentinelResource注解中進一步配置 blockHandler、fallback 屬性字段

• blockHandler：主觀層面，如果被限流或熔斷，則調(diào)用該方法，進行兜底處理
• fallback：對業(yè)務(wù)的異常兜底，比如，執(zhí)行過程中拋了各種Exception，則調(diào)用該方法，進行兜底處理

通過上面兩層兜底，可以讓Sentinel 框架更加人性化，體驗更好。

注意：注解式開發(fā)，需要添加在方法上，作用域范圍相對固定。下面的項目實戰(zhàn)中，我們也可以采用 顯示 形式，可以靈活圈定代碼塊范圍。

項目實戰(zhàn)

我們這邊有個項目，考慮到客戶的部署成本，想做一個輕量級方案，需求如下：

• 既想引入框架的熔斷功能，又不想部署控制臺
• 攔截點相對收攏，類似與dubbo消費端遠(yuǎn)程訪問一樣，在代理類的遠(yuǎn)程通訊位置做攔截處理

概要方案--流程圖：

1、我們通過 Proxy.newProxyInstance 為所有的接口創(chuàng)建了代理子類

2、所有對代理子類的方法調(diào)用全部收攏到 InvocationHandler

3、我們講類名和方法名做一個拼接，然后去 熔斷規(guī)則表查詢，看是否配置了規(guī)則

4、如果沒有，那么走常規(guī)則遠(yuǎn)程調(diào)用邏輯

5、如果有，將遠(yuǎn)程調(diào)用邏輯納入 Sentinel 的監(jiān)控管轄

6、如果觸發(fā)了 熔斷機制，則直接拋出 BlockException ，上層業(yè)務(wù)攔截異常，做特殊處理，比如：修飾下給用戶更合適的文案提示。

熔斷狀態(tài)機：

核心的代碼邏輯，繼續(xù)往下看

首先，引入 Sentinel 的依賴包：

<!-- 限流、熔斷框架 -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-core</artifactId>
    <version>1.8.3</version>
</dependency>

熔斷規(guī)則表設(shè)計：

CREATE TABLE `degrade_rule` (
  `id` bigint unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵',
  `resource_name` varchar(256) NOT NULL COMMENT '資源名稱',
  `count` double NOT NULL COMMENT '慢調(diào)用時長，單位 毫秒',
  `slow_ratio_threshold` double NOT NULL COMMENT '慢調(diào)用比例閾值',
  `min_request_amount` int NOT NULL COMMENT '熔斷觸發(fā)的最小請求數(shù)',
  `stat_interval` int NOT NULL COMMENT '統(tǒng)計時長，單位 毫秒',
  `time_window` int NOT NULL COMMENT '熔斷時長，單位為 s',
  `created_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '創(chuàng)建時間',
  `updated_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '修改時間',
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
  UNIQUE KEY `uk_resource_name` (`resource_name`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8mb3 COMMENT='熔斷規(guī)則表';

由于放棄了部署控制臺，我們只能自己管理熔斷規(guī)則的各個屬性值。可以按企業(yè)內(nèi)部管理后臺風(fēng)格，開發(fā)頁面管理這些規(guī)則。

當(dāng)然，早期可以采用更簡單粗暴方式，在數(shù)據(jù)庫表手動初始化數(shù)據(jù)。如果要調(diào)整規(guī)則，走 SQL 訂正。

為了盡可能實時感知規(guī)則表數(shù)據(jù)變更，開發(fā)了定時任務(wù)，每 10 秒運行一次。

@Scheduled(cron = "0/10 * * * * ? ")
public void loadDegradeRule() {
    List<DegradeRuleDO> degradeRuleDOList = degradeRuleDao.queryAllRule();
    if (CollectionUtils.isEmpty(degradeRuleDOList)) {
        return;
    }
    String newMd5Hex = DigestUtils.md5Hex(JSON.toJSONString(degradeRuleDOList));
    if (StringUtils.isBlank(newMd5Hex) || StringUtils.equals(lastMd5Hex, newMd5Hex)) {
        return;
    }
    List<DegradeRule> rules = null;
    List<String> resourceNameList = new ArrayList<>();
    rules = degradeRuleDOList.stream().map(degradeRuleDO -> {
         //資源名，即規(guī)則的作用對象
        DegradeRule rule = new DegradeRule(degradeRuleDO.getResourceName()) 
                // 熔斷策略，支持慢調(diào)用比例/異常比例/異常數(shù)策略
                .setGrade(CircuitBreakerStrategy.SLOW_REQUEST_RATIO.getType())
                //慢調(diào)用比例模式下為慢調(diào)用臨界 RT（超出該值計為慢調(diào)用）；異常比例/異常數(shù)模式下為對應(yīng)的閾值
                .setCount(degradeRuleDO.getCount())
                // 熔斷時長，單位為 s
                .setTimeWindow(degradeRuleDO.getTimeWindow())
                // 慢調(diào)用比例閾值
                .setSlowRatioThreshold(degradeRuleDO.getSlowRatioThreshold())
                //熔斷觸發(fā)的最小請求數(shù)，請求數(shù)小于該值時即使異常比率超出閾值也不會熔斷
                .setMinRequestAmount(degradeRuleDO.getMinRequestAmount())
                //統(tǒng)計時長（單位為 ms）
                .setStatIntervalMs(degradeRuleDO.getStatInterval());
        resourceNameList.add(degradeRuleDO.getResourceName());
        return rule;
    }).collect(Collectors.toList());
    if (CollectionUtils.isNotEmpty(rules)) {
        DegradeRuleManager.loadRules(rules);
        ConsumerProxyFactory.resourceNameList = resourceNameList;
        lastMd5Hex = newMd5Hex;
    }
    log.error("[DegradeRuleConfig] 熔斷規(guī)則加載: " + rules);
}

考慮到規(guī)則變更頻率不會很高，沒有必要每次都DegradeRuleManager.loadRules重新加載規(guī)則。這里設(shè)計了個小竅門

DigestUtils.md5Hex(JSON.toJSONString(degradeRuleDOList));

對查詢的規(guī)則內(nèi)容 JSON 序列化，然后計算其md5摘要，如果跟上一次的結(jié)果一致，說明這期間沒有變更，直接 return ，不做處理。

定義子類，實現(xiàn)了 InvocationHandler 接口。通過 Proxy.newProxyInstance 為目標(biāo)接口創(chuàng)建一個代理子類。

這樣，每次調(diào)用接口方法，實際都是在調(diào)用 invoke 方法

@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
 Class<?> clazz = proxy.getClass().getInterfaces()[0];
 String urlCode = clazz.getName() + "#" + method.getName();
 if (resourceNameList.contains(urlCode)) {
        // 增加熔斷處理
        Entry entry = null;
        try {
            entry = SphU.entry(urlCode);
            // 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)調(diào)用，獲取結(jié)果
            responseString = HttpClientUtil.postJsonRequest(url, header, body);
        } catch (BlockException blockException) {
            // 觸發(fā)熔斷
            log.error("degrade trigger !  remote url :{} ", urlCode);
            throw new DegradeBlockExcetion(urlCode);
        } finally {
            if (entry != null) {
                entry.exit();
            }
        } 
     } else {
          // 常規(guī)處理，不走熔斷判斷邏輯
          // 省略
    }    
}

實驗數(shù)據(jù)：