什么是限流和熔断？详解Sentinel限流熔断降级

本文由golang教程栏目给大家介绍关于Sentinel限流熔断降级，内容包括限流和熔断介绍， alibaba开源的Sentinel、安装、实战介绍，希望对需要的朋友有所帮助！

Sentinel限流熔断降级

什么是限流 \ 熔断 \ 降级

限流：在我们的后天系统中，如果那一天突然进入大量流量，我们服务原本最高只能处理同时 2k 的请求，突然一

下就来来了 5k 的请求，这对服务器的压力是不是很要命，这很可能直接导致服务器宕机，崩溃，导致原本 2K 的处

理量都不能处理了，这时候我们需要限流，限流的作用就是保持访问量到达服务器最高的情况下，对多余的请求

不做处理，相比之下，比服务器直接挂掉是好很多的。例如在双十一的时候，我们要下单就会看到类似” 请求繁

忙，请稍后重试！”。

熔断: 相信大家对断路器并不陌生，它就相当于一个开关，打开后可以阻止流量通过。比如保险丝，当电流过大

时，就会熔断，从而避免元器件损坏。

服务熔断是指调用方访问服务时通过断路器做代理进行访问，断路器会持续观察服务返回的成功、失败的状态，

当失败超过设置的阈值时断路器打开，请求就不能真正地访问到服务了。

使用场景

• 服务故障或者升级时，让客户端快速失败

• 失败处理逻辑容易定义

• 响应耗时较长，客户端设置的 read timeout 会比较长，防止客户端大量重试请求导致的连接、线程资源不能释放

* 降级 *: 服务降级是从整个系统的负荷情况出发和考虑的，对某些负荷会比较高的情况，为了预防某些功能（业务

场景）出现负荷过载或者响应慢的情况，在其内部暂时舍弃对一些非核心的接口和数据的请求，而直接返回一个

提前准备好的 fallback（退路）错误处理信息。这样，虽然提供的是一个有损的服务，但却保证了整个系统的稳

定性和可用性。

什么是 Sentinel

Sentinel 是阿里开源的项目，提供了流量控制、熔断降级、系统负载保护等多个维度来保障服务之间的稳定性。

官网：github.com/alibaba/Sentinel/wiki

2012 年，Sentinel 诞生于阿里巴巴，其主要目标是流量控制。2013-2017 年，Sentinel 迅速发展，并成为阿里巴巴所有微服务的基本组成部分。 它已在 6000 多个应用程序中使用，涵盖了几乎所有核心电子商务场景。2018 年，Sentinel 演变为一个开源项目。2020 年，Sentinel Golang 发布。

特点 ：

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、集群流量控制、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。

* 生态广广泛 *

Sentinel 的历史

• 2012 年，Sentinel 诞生，主要功能为入口流量控制。

• 2013-2017 年，Sentinel 在阿里巴巴集团内部迅速发展，成为基础技术模块，覆盖了所有的核心场景。Sentinel 也因此积累了大量的流量归整场景以及生产实践。

• 2018 年，Sentinel 开源，并持续演进。

• 2019 年，Sentinel 朝着多语言扩展的方向不断探索，推出 C++ 原生版本，同时针对 Service Mesh 场景也推出了 Envoy 集群流量控制支持，以解决 Service Mesh 架构下多语言限流的问题。

• 2020 年，推出 Sentinel Go 版本，继续朝着云原生方向演进。

• 2021 年，Sentinel 正在朝着 2.0 云原生高可用决策中心组件进行演进；同时推出了 Sentinel Rust 原生版本。同时我们也在 Rust 社区进行了 Envoy WASM extension 及 eBPF extension 等场景探索。

• 2022 年，Sentinel 品牌升级为流量治理，领域涵盖流量路由 / 调度、流量染色、流控降级、过载保护 / 实例摘除等；同时社区将流量治理相关标准抽出到 OpenSergo 标准中，Sentinel 作为流量治理标准实现。

Sentinel-go 的安装

Sentinel-go 开源地址：https://github.com/alibaba/sentinel-golang

官网文档

安装：go get github.com/alibaba/sentinel-golang/api

Go 限流实战

qps 限流

package main

import (
    "fmt"
    "log"

    sentinel "github.com/alibaba/sentinel-golang/api"
    "github.com/alibaba/sentinel-golang/core/base"
    "github.com/alibaba/sentinel-golang/core/flow"
)

func main() {
    //基于sentinel的qps限流
    //必须初始化
    err := sentinel.InitDefault()
    if err != nil {
        log.Fatalf("Unexpected error: %+v", err)
    }

    //配置限流规则：1秒内通过10次
    _, err = flow.LoadRules([]*flow.Rule{
        {
            Resource:               "some_test",
            TokenCalculateStrategy: flow.Direct,
            ControlBehavior:        flow.Reject, //超过直接拒绝
            Threshold:              10,          //请求次数
            StatIntervalInMs:       1000,        //允许时间内
        },
    })

    if err != nil {
        log.Fatalf("Unexpected error: %+v", err)
        return
    }

    for i := 0; i < 12; i++ {
        e, b := sentinel.Entry("some_test", sentinel.WithTrafficType(base.Inbound))
        if b != nil {
            fmt.Println("限流了")
        } else {
            fmt.Println("检查通过")
            e.Exit()
        }
    }
}

打印结果：

检查通过
检查通过
检查通过
检查通过
检查通过
检查通过
检查通过
检查通过
检查通过
检查通过
限流了
限流了

Thrnotting

package main

import (
    "fmt"
    "log"
    "time"

    sentinel "github.com/alibaba/sentinel-golang/api"
    "github.com/alibaba/sentinel-golang/core/base"
    "github.com/alibaba/sentinel-golang/core/flow"
)

func main() {
    //基于sentinel的qps限流
    //必须初始化
    err := sentinel.InitDefault()
    if err != nil {
        log.Fatalf("Unexpected error: %+v", err)
    }

    //配置限流规则
    _, err = flow.LoadRules([]*flow.Rule{
        {
            Resource:               "some_test",
            TokenCalculateStrategy: flow.Direct,
            ControlBehavior:        flow.Throttling, //匀速通过
            Threshold:              10,              //请求次数
            StatIntervalInMs:       1000,            //允许时间内
        },
    })

    if err != nil {
        log.Fatalf("Unexpected error: %+v", err)
        return
    }

    for i := 0; i < 12; i++ {
        e, b := sentinel.Entry("some_test", sentinel.WithTrafficType(base.Inbound))
        if b != nil {
            fmt.Println("限流了")
        } else {
            fmt.Println("检查通过")
            e.Exit()
        }
        time.Sleep(time.Millisecond * 100)
    }
}

检查通过
检查通过
检查通过
检查通过
检查通过
检查通过
检查通过
检查通过
检查通过
检查通过
检查通过
检查通过

Warrm_up

package main

import (
    "fmt"
    "log"
    "math/rand"
    "time"

    sentinel "github.com/alibaba/sentinel-golang/api"
    "github.com/alibaba/sentinel-golang/core/base"
    "github.com/alibaba/sentinel-golang/core/flow"
)

func main() {
    //先初始化sentinel
    err := sentinel.InitDefault()
    if err != nil {
        log.Fatalf("初始化sentinel 异常: %v", err)
    }

    var globalTotal int
    var passTotal int
    var blockTotal int
    ch := make(chan struct{})

    //配置限流规则
    _, err = flow.LoadRules([]*flow.Rule{
        {
            Resource:               "some-test",
            TokenCalculateStrategy: flow.WarmUp, //冷启动策略
            ControlBehavior:        flow.Reject, //直接拒绝
            Threshold:              1000,
            WarmUpPeriodSec:        30,
        },
    })

    if err != nil {
        log.Fatalf("加载规则失败: %v", err)
    }

    //我会在每一秒统计一次，这一秒只能 你通过了多少，总共有多少， block了多少, 每一秒会产生很多的block
    for i := 0; i < 100; i++ {
        go func() {
            for {
                globalTotal++
                e, b := sentinel.Entry("some-test", sentinel.WithTrafficType(base.Inbound))
                if b != nil {
                    //fmt.Println("限流了")
                    blockTotal++
                    time.Sleep(time.Duration(rand.Uint64()%10) * time.Millisecond)
                } else {
                    passTotal++
                    time.Sleep(time.Duration(rand.Uint64()%10) * time.Millisecond)
                    e.Exit()
                }
            }
        }()
    }

    go func() {
        var oldTotal int //过去1s总共有多少个
        var oldPass int  //过去1s总共pass多少个
        var oldBlock int //过去1s总共block多少个
        for {
            oneSecondTotal := globalTotal - oldTotal
            oldTotal = globalTotal

            oneSecondPass := passTotal - oldPass
            oldPass = passTotal

            oneSecondBlock := blockTotal - oldBlock
            oldBlock = blockTotal

            time.Sleep(time.Second)
            fmt.Printf("total:%d, pass:%d, block:%d\n", oneSecondTotal, oneSecondPass, oneSecondBlock)
        }
    }()

    <-ch
}

打印结果：逐渐到达 1k, 在 1k 位置上下波动

total:11, pass:9, block:0
total:21966, pass:488, block:21420
total:21793, pass:339, block:21414
total:21699, pass:390, block:21255
total:21104, pass:393, block:20654
total:21363, pass:453, block:20831
total:21619, pass:491, block:21052
total:21986, pass:533, block:21415
total:21789, pass:594, block:21123
total:21561, pass:685, block:20820
total:21663, pass:873, block:20717
total:20904, pass:988, block:19831
total:21500, pass:996, block:20423
total:21769, pass:1014, block:20682
total:20893, pass:1019, block:19837
total:21561, pass:973, block:20524
total:21601, pass:1014, block:20517
total:21475, pass:993, block:20420
total:21457, pass:983, block:20418
total:21397, pass:1024, block:20320
total:21690, pass:996, block:20641
total:21526, pass:991, block:20457
total:21779, pass:1036, block:20677

Go 熔断实战

这里我们介绍一个错误数量的，查看详细熔断机制

error_count
package main

import (
    "errors"
    "fmt"
    "log"
    "math/rand"
    "time"

    sentinel "github.com/alibaba/sentinel-golang/api"
    "github.com/alibaba/sentinel-golang/core/circuitbreaker"
    "github.com/alibaba/sentinel-golang/core/config"
    "github.com/alibaba/sentinel-golang/logging"
    "github.com/alibaba/sentinel-golang/util"
)

type stateChangeTestListener struct {
}

func (s *stateChangeTestListener) OnTransformToClosed(prev circuitbreaker.State, rule circuitbreaker.Rule) {
    fmt.Printf("rule.steategy: %+v, From %s to Closed, time: %d\n", rule.Strategy, prev.String(), util.CurrentTimeMillis())
}

func (s *stateChangeTestListener) OnTransformToOpen(prev circuitbreaker.State, rule circuitbreaker.Rule, snapshot interface{}) {
    fmt.Printf("rule.steategy: %+v, From %s to Open, snapshot: %d, time: %d\n", rule.Strategy, prev.String(), snapshot, util.CurrentTimeMillis())
}

func (s *stateChangeTestListener) OnTransformToHalfOpen(prev circuitbreaker.State, rule circuitbreaker.Rule) {
    fmt.Printf("rule.steategy: %+v, From %s to Half-Open, time: %d\n", rule.Strategy, prev.String(), util.CurrentTimeMillis())
}

func main() {
    //基于连接数的降级模式
    total := 0
    totalPass := 0
    totalBlock := 0
    totalErr := 0
    conf := config.NewDefaultConfig()
    // for testing, logging output to console
    conf.Sentinel.Log.Logger = logging.NewConsoleLogger()
    err := sentinel.InitWithConfig(conf)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    ch := make(chan struct{})
    // Register a state change listener so that we could observer the state change of the internal circuit breaker.
    circuitbreaker.RegisterStateChangeListeners(&stateChangeTestListener{})

    _, err = circuitbreaker.LoadRules([]*circuitbreaker.Rule{
        // Statistic time span=10s, recoveryTimeout=3s, maxErrorCount=50
        {
            Resource:         "abc",
            Strategy:         circuitbreaker.ErrorCount,
            RetryTimeoutMs:   3000, //3s只有尝试回复
            MinRequestAmount: 10,   //静默数
            StatIntervalMs:   5000,
            Threshold:        50,
        },
    })
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    logging.Info("[CircuitBreaker ErrorCount] Sentinel Go circuit breaking demo is running. You may see the pass/block metric in the metric log.")
    go func() {
        for {
            total++
            e, b := sentinel.Entry("abc")
            if b != nil {
                // g1 blocked
                totalBlock++
                fmt.Println("协程熔断了")
                time.Sleep(time.Duration(rand.Uint64()%20) * time.Millisecond)
            } else {
                totalPass++
                if rand.Uint64()%20 > 9 {
                    totalErr++
                    // Record current invocation as error.
                    sentinel.TraceError(e, errors.New("biz error"))
                }
                // g1 passed
                time.Sleep(time.Duration(rand.Uint64()%20+10) * time.Millisecond)
                e.Exit()
            }
        }
    }()
    go func() {
        for {
            total++
            e, b := sentinel.Entry("abc")
            if b != nil {
                // g2 blocked
                totalBlock++
                time.Sleep(time.Duration(rand.Uint64()%20) * time.Millisecond)
            } else {
                // g2 passed
                totalPass++
                time.Sleep(time.Duration(rand.Uint64()%80) * time.Millisecond)
                e.Exit()
            }
        }
    }()

    go func() {
        for {
            time.Sleep(time.Second)
            fmt.Println(totalErr)
        }
    }()
    <-ch
}

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