sentinel限流原理，java开发工程师面试技巧

四、资源和规则

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资源是Sentinel的关键概念。它可以是java应用程序中的任何内容，例如，由应用程序提供的服务，或由应用程序调用的其它应用提供的服务，甚至可以是一段代码。只是通过Sentinel API定义的代码，就是资源，能够被Sentinel保护起来，大部分情况下，可以使用方法签名，URL，甚至服务名称作为资源名来表示资源。

围绕资源的实时状态设定的规则，可以包括流量控制规则、熔断降级规则以及系统保护规则。所有规则可以动态实时调整。

Sentinel中调用SphU或者SphO的entry方法获取限流资源，不同的是前者获取限流资源失败时会跑BlockException异常，后者返回false，二者的实现都是基于CtSph类完成的。

五、核心概念

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1、Resource

resource是Sentinel中最重要的一个概念，Sentinel通过资源来保护具体的业务代码或其它后方服务。Sentinel把复杂的逻辑给屏蔽了，用户只需要为受保护的代码或服务定义一个资源，然后定义规则就可以了，剩下的通通交给Sentinel来处理。并且资源和规则是解耦的，规则甚至可以在运行时动态修改。定义完资源后，就可以通过在程序中埋点来保护你自己的服务，埋点的方式有两种：

（1）try-catch方式（通过SphU.entry(…)），当catch到BlockException时执行异常处理或fallback。

（2）if-else方式（通过SphO.entry(…)），当返回false时执行异常处理或fallback。

以上两种方式都是通过硬编码的形式定义资源然后进行资源埋点的，对业务代码的侵入太大，从0.1.1版本开始，Sentinel加入了注解的支持，可以通过注解来定义资源，具体的注解为：SentinelResource。通过注解除了可以定义资源外，还可以指定blockHandler和fallback方法。

在Sentinel中具体表示资源的类：ResourceWrapper，它是一个抽象的包装类，包装了资源的Name和EntryType。他有两个实现类，分别是：StringResourceWrapper和MethodResourceWrapper。顾名思义，StringResourceWrapper是通过对一串字符进行包装，是一个通用的资源包装类，MethodResourceWrapper是对方法调用的包装。

2、Context

Context是对资源操作时的上下文环境，每个资源操作（针对resource的entry和exit）必须属于一个Context，如果程序中未指定Context，会创建name为“Sentinel_default_context”的默认Context。一个Context生命周期内可能有多个资源操作，Context生命周期内的最后一个资源exit时会清理该Context，这也预示着整个Context生命周期的结束。Context主要属性如下：

public class Context {

// context名字，默认名字 “sentinel_default_context”

private final String name;

// context入口节点，每个context必须有一个entranceNode

private DefaultNode entranceNode;

// context当前entry，Context生命周期中可能有多个Entry，所有curEntry会有变化

private Entry curEntry;

// The origin of this context (usually indicate different invokers, e.g. service consumer name or origin IP).

private String origin = “”;

private final boolean async;

}

一个Context生命周期内Context只能初始化一次，存到ThreadLocal中，并且只有在非NULL时才会进行初始化。如果想在调用SphU.entry()或SphO.entry()前，自定义一个context，则通过ContextUtil.enter()方法来创建。context保存在ThreadLocal中，每次执行的时候会优先到ThreadLocal中获取，为null时会创建一个context。当Entry执行exit方法时，如果entry的parent节点为null，表示当前context中最外层的entry了，此时将threadLocals中的context清空。

3、Entry

每次执行SphU.entry()或SphO.entry()都会返回一个Entry，Entry表示一次资源操作，内部会保存单签invocation信息。在一个context声明周期中多次资源操作，也就是对应多个Entry，parent/child结构保存在Entry实例中，Entry类CtEntry结构如下：

class CtEntry extends Entry {

protected Entry parent = null;

protected Entry child = null;

protected ProcessorSlot chain;

protected Context context;

}

public abstract class Entry implements AutoCloseable {

private long createTime;

private Node curNode;

/**

• {@link Node} of the specific origin, Usually the origin is the Service Consumer.

*/

private Node originNode;

private Throwable error; // 是否出现异常

protected ResourceWrapper resourceWrapper; // 资源信息

}

4、DefaultNode

Node默认实现类DefaultNode，该类还有一个子类EntranceNode；context有一个entranceNode属性，Entry中有一个curNode属性。

• EntranceNode：该类的创建在初始化context时完成的，注意该类是针对context维度的，也就是一个context有且仅有一个EntranceNode。

• DefaultNode：该类的创建是在NodeSelectorSlot.entry完成的，当不存在context.name对应的DefaultNode时会创建并保存在本地缓存；获取到context.name对应的DefaultNode后将该DefaultNode设置到当前context的curEntry.curNode属性，也就是说，在DefaultSelectorSlot中是一个context有且仅有一个DefaultNode。

看到这里，你是不是有疑问？为什么一个context有且仅有一个DefaultNode，我们的resouece跑哪去了呢，其实，这里的一个context有且仅有一个DefaultNode是在NodeSelectorSlot范围内，NodeSelectorSlot是ProcessorSlotChain中的一环，获取ProcessorSlotChain是根据Resource维度来的。总结为一句话就是：针对同一个Resource，多个context对应多个DefaultNode；针对不同Resource，(不管是否是同一个context)对应多个不同DefaultNode。这还没看明白 : ），好吧，我不bb了，上图吧：

DefaultNode结构如下：

public class DefaultNode extends StatisticNode {

private ResourceWrapper id;

/**

• The list of all child nodes.

• 子节点集合

*/

private volatile Set childList = new HashSet<>();

/**

• Associated cluster node.

*/

private ClusterNode clusterNode;

}

一个Resouce只有一个clusterNode，多个defaultNode对应一个clusterNode，如果defaultNode.clusterNode为null，则在ClusterBuilderSlot.entry中会进行初始化。

同一个Resource，对应同一个ProcessorSlotChain，这块处理逻辑在lookProcessChain方法中，如下：

ProcessorSlot lookProcessChain(ResourceWrapper resourceWrapper) {

ProcessorSlotChain chain = chainMap.get(resourceWrapper);

if (chain == null) {

synchronized (LOCK) {

chain = chainMap.get(resourceWrapper);

if (chain == null) {

// Entry size limit.

if (chainMap.size() >= Constants.MAX_SLOT_CHAIN_SIZE) {

return null;

}

chain = SlotChainProvider.newSlotChain();

Map<ResourceWrapper, ProcessorSlotChain> newMap = newHashMap<ResourceWrapper, ProcessorSlotChain>(

chainMap.size() + 1);

newMap.putAll(chainMap);

newMap.put(resourceWrapper, chain);

chainMap = newMap;

}

}

}

return chain;

}

5、StatisticNode

StatisticNode中保存了资源的实时统计数据（基于滑动时间窗口机制），通过这些统计数据，sentinel才能进行限流、降级等一系列操作。StatisticNode属性如下：

public class StatisticNode implements Node {

/**

• 秒级的滑动时间窗口（时间窗口单位500ms）

*/

private transient volatile Metric rollingCounterInSecond = newArrayMetric(SampleCountProperty.SAMPLE_COUNT,

IntervalProperty.INTERVAL);

/**

• 分钟级的滑动时间窗口（时间窗口单位1s）

*/

private transient Metric rollingCounterInMinute = new ArrayMetric(60, 60 * 1000,false);

/**

• The counter for thread count.

• 线程个数用户触发线程数流控

*/

private LongAdder curThreadNum = new LongAdder();

}

public class ArrayMetric implements Metric {

private final LeapArray data;

}

public class MetricBucket {

// 保存统计值

private final LongAdder[] counters;

// 最小rt

private volatile long minRt;

}

其中MetricBucket.counters数组大小为MetricEvent枚举值的个数，每个枚举对应一个统计项，比如PASS表示通过个数，限流可根据通过的个数和设置的限流规则配置count大小比较，得出是否触发限流操作，所有枚举值如下：

public enum MetricEvent {

PASS, // Normal pass.

BLOCK, // Normal block.

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