前言
上一篇文章中,主要集中的点在于 StatisticSlot
,一开始只是简单介绍了一下 Sentinel
架构,这篇文章暂时把视线拉回来一点,整理一下关于 Node
以及 slot chain
的相关知识,后续文章再对 slot
展开详细分析。
参考目录
- Sentinel 官方文档
-
Sentinel工作主流程
依托于该文档进行本文Slot Chain
部分的展开。 -
Sentinel 核心类解析
依托于该文档进行本文Node
部分的展开。 -
《实战Alibaba Sentinel:深度解析微服务高并发流量治理》
结合该书对一些知识点的梳理。
版本说明
-
Sentinel
:V1.8.6
学习笔记
1、Sentinel 架构图
总体架构图(搬运自官方文档):
还是这张图,先来简单梳理一下各种类型的 Node
,然后再来分析下面的 Slot Chain
。
2、Node
Node
继承关系图如下:
这一部分在文档中分成了三个部分来对各种节点进行描述,分别是简介、构建时机以及维度(数目),下面在文档的基础上结合源码来整理说明一下。
2.1、入口节点 EntranceNode
- 介绍:
入口节点,特殊的链路节点,对应某个 Context 入口的所有调用数据。Constants.ROOT 节点也是入口节点。
- 构建的时机:
在 ContextUtil.enter(xxx) 的时候就创建了,然后塞到 Context 里面。
- 维度(数目):
维度是 context,存在 ContextUtil 类的 contextNameNodeMap 里面。
2.2、链路节点 DefaultNode
- 介绍:
用于统计调用链路上某个资源的数据,维持树状结构。
- 构建的时机:
NodeSelectorSlot:根据 context 创建 DefaultNode,然后 set curNode to context。
该方法 NodeSelectorSlot#entry
会在下面介绍 Slot Chain
时再作说明。
- 维度(数目):
维度是 resource * context,存在每个 NodeSelectorSlot 的 map 里面。
2.3、簇点 ClusterNode
- 介绍:
用于统计每个资源全局的数据(不区分调用链路),以及存放该资源的按来源区分的调用数据(类型为 StatisticNode)。特别地,Constants.ENTRY_NODE 节点用于统计全局的入口资源数据。
- 构建的时机:
ClusterBuilderSlot:首先根据 resourceName 创建 ClusterNode,并且 set clusterNode to defaultNode。
同上,该方法 ClusterBuilderSlot#entry
会在下面介绍 Slot Chain
时再作说明。
- 维度(数目):
维度是 resource。
2.4、统计节点 StatisticNode
上篇文章的主角,再来回顾一下。
- 介绍:
最为基础的统计节点,包含秒级和分钟级两个滑动窗口结构。
- 构建的时机:
ClusterBuilderSlot:首先根据 resourceName 创建 ClusterNode,并且 set clusterNode to defaultNode;然后再根据 origin 创建来源节点(类型为 StatisticNode),并且 set originNode to curEntry。
ClusterBuilderSlot#entry
ClusterNode#getOrCreateOriginNode
- 维度(数目):
来源节点(类型为 StatisticNode)的维度是 resource * origin,存在每个 ClusterNode 的 originCountMap 里面。
3、Slot Chain
注:由于篇幅所限,处理器链中比较重要的 slot
(例如限流、熔断等)会在后面的文章单独讲,在文本会简单带过一下。
还是先回到 Github 文档中开头的那句话:
Sentinel 的核心骨架,将不同的 Slot 按照顺序串在一起(责任链模式),从而将不同的功能(限流、降级、系统保护)组合在一起。slot chain 其实可以分为两部分:统计数据构建部分(statistic)和判断部分(rule checking)。
可以知道,Slot
是按照顺序串联起来的,所以我们也是按照加载顺序来进行说明。
在看《实战Alibaba Sentinel:深度解析微服务高并发流量治理》的时候,也有看到关于这一部分的说明,来简单摘抄如下:
Sentinel 使用责任链模式将注册的所有 ProcessorSlot 按照一定的顺序串成一个单向链表。
ProcessorSlotChain 用于将 ProcessorSlot 串成一个单向链表,并且ProcessorSlotChain 由 SlotChainBuilder 构造。DefaultSlotChainBuilder 是默认使用的 SlotChainBuilder。
既然如此,我们就从 DefaultSlotChainBuilder
开始。
3.1、DefaultSlotChainBuilder
DefaultSlotChainBuilder#build
该方法的主要逻辑:
- 创建一个
ProcessorSlotChain
对象。 - 通过 SPI 机制获取所有的
ProcessorSlot
实现类,并将它们按照 SPI 机制的注解(@Spi
)中的order
属性进行排序,这里的SpiLoader
是一个工具类用于加载 SPI 实现类。 - 在排序后的
ProcessorSlot
列表中,只有继承自抽象的ProcessorSlot
链节点AbstractLinkedProcessorSlot
的ProcessorSlot
的实例才可以添加到ProcessorSlotChain
中,否则会打印警告并忽略该ProcessorSlot
。 - 将所有可添加的
ProcessorSlot
添加到ProcessorSlotChain
中并返回。
这个方法的重点在于通过 SPI 机制获取所有的 ProcessorSlot
实现类。
SpiLoader#loadInstanceListSorted
SpiLoader#load
这段代码是 SPI 机制的实现代码,用于加载实现某个特定接口的 SPI 实现。
方法的主要逻辑:
- 判断是否已加载过该 SPI 实现,若已加载则直接返回。
- 根据 SPI 接口名称读取相应的 SPI 文件。
- 通过相应的 ClassLoader 获取这个文件的 URL,并遍历每一个 URL 来读取文件内容,解析其中的每一行字符串,提取类名称等信息加入到相应的列表中。如果文件中出现了重名的别名,则会抛出异常。
- 将解析出来的类进行一系列操作,比如判断它是否是该 SPI 接口的实现,或者是否是默认实现类等,并将这些类的别名、注解信息等放入相应的 Map 中。
- 将这些类集合进行排序并返回。
得到的 slot(未排序):
3.1.1、Slot 排序的实现
通过注解的 @Spi
中的 order
属性进行排序。
排序比较:
3.1.2、SPI 文件读取
如何能够通过 SPI 机制获取所有的 ProcessorSlot
实现类?
答案是在资源文件夹中创建和接口名称一致的资源文件。
sentinel-core-1.8.6.jar
这里只有 8 个 slot,但是上面截图显示,加载完成的时候有 10 个 slot。这里就不得不说明一下,所有引入的 jar 包都会被扫描,只要名称相同的文件都会被扫描,所以另外两个 slot 分别在 sentinel-parameter-flow-control-1.8.6.jar
以及 sentinel-api-gateway-adapter-common-1.8.6.jar
。
3.2、NodeSelectorSlot(order = -10000)
这是最先加载的 slot
。
这个 slot 主要负责收集资源的路径,并将这些资源的调用路径以树状结构存储起来,用于根据调用路径进行流量控制。
NodeSelectorSlot#entry
主要逻辑:
- 根据不同的上下文
context
和资源封装类ResourceWrapper
创建相应的执行节点DefaultNode
,并将其添加到一个map
中进行缓存。 - 如果
map
中已有该上下文context
对应的执行节点,则直接获取该节点;否则需要创建一个新节点添加到map
中,并将其加入调用方上下文的调用栈(即为DefaultNode
)的子节点中,以构建所有节点的调用树。 - 将执行节点和相关参数传递到下一个
ProcessorSlot
中进行处理。
方法的注释值得一读:
It’s interesting that we use context name rather resource name as the map key.
红色框中还提出了一个思考问题:
最快获取到同一个
resource
的所有统计值的方法是什么?
答案是所有具有相同resource
名称的DefaultNode
共享同一个ClusterNode
。
3.3、ClusterBuilderSlot(order = -9000)
此插槽用于构建资源的 ClusterNode 以及调用来源节点。ClusterNode 保持某个资源运行统计信息(响应时间、QPS、block 数目、线程数、异常数等)以及调用来源统计信息列表。
上面关于 ClusterNode
节点的说明也有提及该方法。
这个方法的作用是创建一个新的 ClusterNode
实例,并使用node.setClusterNode(clusterNode)
将其分配给给定的 Node
对象。如果 context
参数具有非空的来源值,则它还会设置一个来源节点。
3.4、LogSlot(order = -8000)
这一个功能比较简单,继续往下。
3.5、StatisticSlot(order = -7000)
StatisticSlot 是 Sentinel 的核心功能插槽之一,用于统计实时的调用数据。
这一个在上篇文章 #3.3.1
中详细分析过了,在此也不再赘述。
3.6、AuthoritySlot(order = -6000)
根据配置的黑白名单和调用来源信息,来做黑白名单控制。
3.7、SystemSlot(order = -5000)
这个 slot 会根据对于当前系统的整体情况,对入口资源的调用进行动态调配。其原理是让入口的流量和当前系统的预计容量达到一个动态平衡。
注意系统规则只对入口流量起作用(调用类型为 EntryType.IN),对出口流量无效。可通过 SphU.entry(res, entryType) 指定调用类型,如果不指定,默认是EntryType.OUT。
SystemRuleManager#checkSystem
方法的主要逻辑:
- 如果
resourceWrapper
参数为 null,方法将直接返回。 - 如果检查开关
checkSystemStatus
为关闭状态,则方法也直接返回。 - 该方法只检查入站流量。如果资源类型不是入站类型,则方法直接返回。
- 计算当前总的 QPS,如果当前 QPS 加上
count
超过了最大 QPS,那么就抛出一个SystemBlockException
异常,异常信息中包含了资源名称和限制类型("qps")
。 - 检查当前线程数是否超过了最大线程数,如果是,则抛出一个
SystemBlockException
异常,异常信息中也包含了资源名称和限制类型("thread")
。 - 计算当前的平均响应时间,如果平均响应时间超过了最大响应时间,那么就抛出一个
SystemBlockException
异常,异常信息中同样包含了资源名称和限制类型("rt")
。 - 检查系统负载是否超过了上限。如果最高系统负载已经设置,且当前系统平均负载超过了最高系统负载,那么就调用
checkBbr
方法检查是否可以通过 BBR 算法来限制流量。如果不能通过 BBR 算法来限制流量,那么就抛出一个SystemBlockException
异常,异常信息中同样包含了资源名称和限制类型("load")
。 - 检查当前 CPU 使用率是否超过了最高 CPU 使用率。如果超过了最高 CPU 使用率,那么就抛出一个
SystemBlockException
异常,异常信息中同样包含了资源名称和限制类型("cpu")
。
关于 BBR 算法:
SystemRuleManager#checkBbr
入参 currentThread
当前线程数。
判断 currentThread 是否大于 1,如果大于 1,则继续判断是否大于 Constants.ENTRY_NODE.maxSuccessQps() * Constants.ENTRY_NODE.minRt() / 1000
。
- 如果大于,则返回
false
,表示当前线程超过了 BBR 算法的限制,应该停止继续运行。 - 如果小于,则返回
true
,表示当前线程符合 BBR 算法的限制,可以继续运行。
3.8、GatewayFlowSlot(order = -4000)
方法的主要逻辑:
- 如果
args
为null
,则直接返回。 - 获取
GatewayRuleManager
对象,并调用getConvertedParamRules
方法获取转化后的参数规则列表。 - 如果规则列表为
null
或为空,则直接返回。 - 遍历规则列表中的每个规则,对于每个规则:
- 初始化参数度量器。
- 如果
passCheck
不满足条件,则抛出参数流量限制异常ParamFlowException
。
- 返回成功。
3.9、ParamFlowSlot(order = -3000)
ParamFlowSlot#checkFlow
热点参数限流和网关限流类似,也是通过一系列规则的判断来校验是否能够通过。
3.10、FlowSlot(order = -2000)
这个 slot 主要根据预设的资源的统计信息,按照固定的次序,依次生效。如果一个资源对应两条或者多条流控规则,则会根据如下次序依次检验,直到全部通过或者有一个规则生效为止:
指定应用生效的规则,即针对调用方限流的;
调用方为 other 的规则;
调用方为 default 的规则。
3.11、DegradeSlot(order = -1000)
这个 slot 主要针对资源的平均响应时间(RT)以及异常比率,来决定资源是否在接下来的时间被自动熔断掉。
文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-481522.html
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