Sentinel Slot扩展实践-流控熔断预警实现

Posted 2020-12-19

前言

前几天公司生产环境一个服务由于流量上升触发了 Sentinel 的流控机制，然后用户反馈访问慢，定位发现是 task 定时任务导致，后面 task 优化之后发布，流量恢复正常。
这是一个再正常不过的生产问题，可能大部分同学都经历过，经历过的大多数是解决问题之后就不了了之，导致事故还有再次发生的可能，最终对用户造成了不好的体验。所以我觉得所有的生产问题都需要进行复盘，当然复盘的目的不是为了追责，而是防止下次再发生同样的错误。那我们就简单分析一下这个问题，首先肯定是业务层面的疏漏导致 task 发出不合理的大量请求，其二我们的流控只是简单粗暴的流控，没有更好的预警措施，导致影响到用户之后我们才知晓（即流控或熔断已经触发）。
那我们的解决方案呢？首先肯定是业务层面的预防，但这不是本文要说的重点，这里不展开讨论了。其次就是预警，就是我们能否在快要触发流控之前知晓，然后报警到相关负责人提前介入处理，防止触发流控熔断。当然也不能完全避免，但是总比流控或熔断触发之后在报警要好得多。
由于之前流控用的阿里的 Sentinel，所以本文介绍的具体实现是用 Sentinel 的自定义 slot 功能，这个自定义 slot 卡槽在 Sentinel 官方文档里面就一句话带过，然后加上一个 demo 代码，我在使用的过程中也遇到过不少坑，所以分享一下结果给大家。
如果大家对 Sentinel 不是很了解，可以先去 github 先了解简单试用一下在阅读本文。github 地址：https://github.com/alibaba/Sentinel[1]
如果想熟悉自定义 slot 功能建议了解一下 Sentinel 的工作原理：https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki/Sentinel%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E4%B8%BB%E6%B5%81%E7%A8%8B[2]
还有源码中的 demo 对于自定义 slot 的写法：https://github.com/alibaba/Sentinel/tree/master/sentinel-demo/sentinel-demo-slot-chain-spi[3]
具体实现

下面介绍下 Sentinel 预警功能的相关实现，使用的前提是你的系统已经在用 Sentinel 的流控或熔断等功能。
自定义 CustomSlotChainBuilder 实现 SlotChainBuilder 接口，这里主要是把我们自定义的 Slot 加到 SlotChain 这个链中

import com.alibaba.csp.sentinel.slotchain.ProcessorSlotChain;
import com.alibaba.csp.sentinel.slotchain.SlotChainBuilder;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.DefaultSlotChainBuilder;
import com.qiaofang.tortoise.gateway.component.ApplicationContextUtil;
import com.qiaofang.tortoise.gateway.config.SentinelProperties;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.annotation.Resource;

/**
 * 自定义slot
 *
 * @author chenhao
 */
public class CustomSlotChainBuilder implements SlotChainBuilder {
    @Override
    public ProcessorSlotChain build() {
        ProcessorSlotChain chain = new DefaultSlotChainBuilder().build();
        SentinelProperties sentinelProperties = (SentinelProperties) ApplicationContextUtil.getContext().getBean("sentinelProperties");
        chain.addLast(new FlowEarlyWarningSlot(sentinelProperties));
        chain.addLast(new DegradeEarlyWarningSlot(sentinelProperties));
        return chain;
    }
}

2.自定义 FlowEarlyWarningSlot、DegradeEarlyWarningSlot 流控熔断 2 个预警 slot
自定义 FlowEarlyWarningSlot

import com.alibaba.csp.sentinel.context.Context;
import com.alibaba.csp.sentinel.node.DefaultNode;
import com.alibaba.csp.sentinel.slotchain.AbstractLinkedProcessorSlot;
import com.alibaba.csp.sentinel.slotchain.ResourceWrapper;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRuleChecker;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowRuleUtil;
import com.alibaba.csp.sentinel.util.AssertUtil;
import com.google.common.collect.Lists;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.BeanUtils;
import org.springframework.util.CollectionUtils;

import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Collectors;

/**
 * 流控预警slot
 *
 * @author chenhao
 */
public class FlowEarlyWarningSlot2 extends AbstractLinkedProcessorSlot<DefaultNode> {

    /**
     * log
     */
    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());

    private final FlowRuleChecker checker;

    public FlowEarlyWarningSlot2() {
        this(new FlowRuleChecker());
    }

    /**
     * Package-private for test.
     *
     * @param checker flow rule checker
     * @since 1.6.1
     */
    FlowEarlyWarningSlot2(FlowRuleChecker checker) {
        AssertUtil.notNull(checker, "flow checker should not be null");
        this.checker = checker;
    }

    private List<FlowRule> getRuleProvider(String resource) {
        // Flow rule map should not be null.
        List<FlowRule> rules = FlowRuleManager.getRules();
        List<FlowRule> earlyWarningRuleList = Lists.newArrayList();
        for (FlowRule rule : rules) {
            FlowRule earlyWarningRule = new FlowRule();
            BeanUtils.copyProperties(rule, earlyWarningRule);
            /**
             * 这里是相当于把规则阈值改成原来的80%，达到提前预警的效果，
             * 这里建议把0.8做成配置
             */
            earlyWarningRule.setCount(rule.getCount() * 0.8);
            earlyWarningRuleList.add(earlyWarningRule);
        }
        Map<String, List<FlowRule>> flowRules = FlowRuleUtil.buildFlowRuleMap(earlyWarningRuleList);
        return flowRules.get(resource);
    }

    /**
     * get origin rule
     *
     * @param resource
     * @return
     */
    private FlowRule getOriginRule(String resource) {
        List<FlowRule> originRule = FlowRuleManager.getRules().stream().filter(flowRule -> flowRule.getResource().equals(resource)).collect(Collectors.toList());
        if (CollectionUtils.isEmpty(originRule)) {
            return null;
        }
        return originRule.get(0);
    }

    @Override
    public void entry(Context context, ResourceWrapper resourceWrapper, DefaultNode node, int count, boolean prioritized, Object... args)
            throws Throwable {
        String resource = context.getCurEntry().getResourceWrapper().getName();
        List<FlowRule> rules = getRuleProvider(resource);
        if (rules != null) {
            for (FlowRule rule : rules) {
                //这里取到的规则都是配置阈值的80%,这里如果检查到阈值了，说明就是到了真实阈值的80%，既可以发报警给对应负责人了
                if (!checker.canPassCheck(rule, context, node, count, prioritized)) {
                    FlowRule originRule = getOriginRule(resource);
                    String originRuleCount = originRule == null ? "未知" : String.valueOf(originRule.getCount());
                    logger.info("FlowEarlyWarning:服务{}目前的流量指标已经超过{}，接近配置的流控阈值:{},", resource, rule.getCount(), originRuleCount);
                    //TODO 报警功能自行实现
                    break;
                }
            }
        }
        fireEntry(context, resourceWrapper, node, count, prioritized, args);
    }

    @Override
    public void exit(Context context, ResourceWrapper resourceWrapper, int count, Object... args) {
        fireExit(context, resourceWrapper, count, args);
    }
}

DegradeEarlyWarningSlot

import com.alibaba.csp.sentinel.context.Context;
import com.alibaba.csp.sentinel.node.DefaultNode;
import com.alibaba.csp.sentinel.slotchain.AbstractLinkedProcessorSlot;
import com.alibaba.csp.sentinel.slotchain.ResourceWrapper;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeRule;
import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeRuleManager;
import com.alibaba.csp.sentinel.util.AssertUtil;
import com.google.common.collect.Lists;
import com.qiaofang.tortoise.gateway.config.SentinelProperties;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.BeanUtils;
import org.springframework.util.CollectionUtils;

import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

/**
 * 熔断预警slot
 *
 * @author chenhao
 */
public class DegradeEarlyWarningSlot2 extends AbstractLinkedProcessorSlot<DefaultNode> {

    /**
     * log
     */
    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());

    /**
     * 与流控基本一致 就是取原规则的方式不一样
     * @param resource
     * @return
     */
    private List<DegradeRule> getRuleProvider(String resource) {
        // Flow rule map should not be null.
        List<DegradeRule> rules = DegradeRuleManager.getRules();
        List<DegradeRule> earlyWarningRuleList = Lists.newArrayList();
        for (DegradeRule rule : rules) {
            DegradeRule earlyWarningRule = new DegradeRule();
            BeanUtils.copyProperties(rule, earlyWarningRule);
            earlyWarningRule.setCount(rule.getCount() * 0.8);
            earlyWarningRuleList.add(earlyWarningRule);
        }
        return earlyWarningRuleList.stream().filter(rule -> resource.equals(rule.getResource())).collect(Collectors.toList());
    }

    /**
     * get origin rule
     *
     * @param resource
     * @return
     */
    private DegradeRule getOriginRule(String resource) {
        List<DegradeRule> originRule = DegradeRuleManager.getRules().stream().filter(rule -> rule.getResource().equals(resource)).collect(Collectors.toList());
        if (CollectionUtils.isEmpty(originRule)) {
            return null;
        }
        return originRule.get(0);
    }

    @Override
    public void entry(Context context, ResourceWrapper resourceWrapper, DefaultNode node, int count, boolean prioritized, Object... args)
            throws Throwable {
        String resource = context.getCurEntry().getResourceWrapper().getName();
        List<DegradeRule> rules = getRuleProvider(resource);
        if (rules != null) {
            for (DegradeRule rule : rules) {
                if (!rule.passCheck(context, node, count)) {
                    DegradeRule originRule = getOriginRule(resource);
                    String originRuleCount = originRule == null ? "未知" : String.valueOf(originRule.getCount());
                    logger.info("DegradeEarlyWarning:服务{}目前的熔断指标已经超过{}，接近配置的熔断阈值:{},", resource, rule.getCount(), originRuleCount);
                    break;
                }
            }
        }
        fireEntry(context, resourceWrapper, node, count, prioritized, args);
    }

    @Override
    public void exit(Context context, ResourceWrapper resourceWrapper, int count, Object... args) {
        fireExit(context, resourceWrapper, count, args);
    }
}

3.在 resources 文件夹下面新增 META-INF.services 文件夹，新增文件 com.alibaba.csp.sentinel.slotchain.SlotChainBuilder（文件名无所谓） 内容如下

# 这里写你CustomSlotChainBuilder的完整包路径
com.xxx.sentinel.CustomSlotChainBuilder

到这里基本上就可以了，用的过程中还是遇到挺多坑的，简单列举几个吧

• 直接改 FlowRule 的 count 属性是不行的，因为底层验证规则的时候用的是 FlowRule 的 controller 属性，这个属性又是私有的，所以直接先拿到原始的配置后通过 FlowRuleUtil 重新生成
• 调试过程中，DefaultNode 里面很多方法的值是都是 1s 内有效，从方法 A debug 到方法 B 可能值就没了，当时一脸懵逼
  写在最后

本人很少写这种技术博客，所以有什么问题，或者不严谨的地方，大家可以提出来，求轻点喷我哈哈哈
参考资料

[1]
https://github.com/alibaba/Sentinel: https://github.com/alibaba/Sentinel
[2]
https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki/Sentinel%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E4%B8%BB%E6%B5%81%E7%A8%8B: https://github.com/alibaba/Sentinel/wiki/Sentinel%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E4%B8%BB%E6%B5%81%E7%A8%8B
[3]
https://github.com/alibaba/Sentinel/tree/master/sentinel-demo/sentinel-demo-slot-chain-spi: https://github.com/alibaba/Sentinel/tree/master/sentinel-demo/sentinel-demo-slot-chain-spi

PS：本文是我的一个朋友写的，大家有好的文章欢迎投稿

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