Sentinel熔斷詳解

Sentinel是一個基於Java的並發保護框架，具有實時監控，配置熱更新，應用級別流量控制，熔斷降級等多種功能，其核心是熔斷機制。在分布式架構中，不同的服務之間可能存在依賴關係，當某個服務出現問題，導致其依賴的其他服務也出現問題，最終導致整個系統崩潰。為了解決這種問題，Sentinel提供了熔斷機制，可以有效保護依賴關係，實現系統的高可用。本文將從多個方面對Sentinel熔斷進行詳細闡述，包括：熔斷原理、熔斷策略、熔斷狀態、熔斷降級等。

一、熔斷原理

熔斷機制的基本原理是通過監控調用失敗的情況，當失敗率達到閾值時，熔斷器會打開，停止調用該服務的請求，直到一段時間後再重新嘗試調用，如果調用成功，則關閉熔斷器，否則繼續開啟熔斷器。這種機制類似於電路中的保險絲，保護系統不會因為某一個組件的故障而導致整個系統的崩潰。

在Sentinel中，熔斷機制的核心類是CircuitBreaker，在其內部維護了以下三個重要狀態變量：

// 當前請求的失敗率
private AtomicDouble failureCount = new AtomicDouble(0);
// 當前請求的總數
private AtomicLong requestCount = new AtomicLong(0);
// 熔斷器狀態
private State currentState = State.CLOSED;

其中，failureCount表示請求失敗的比率，requestCount表示當前請求的總數，currentState表示當前熔斷器的狀態，包括CLOSED（關閉），OPEN（打開），HALF_OPEN（半開）三種狀態。

二、熔斷策略

Sentinel提供了豐富的熔斷策略，根據不同的應用場景可以選擇不同的策略。主要有以下幾種：

• 錯誤率：當請求的錯誤率（即失敗總數/總請求數）超過閾值時，熔斷器打開。
• 請求次數：當請求的次數超過閾值時，熔斷器打開。
• 時間窗口：當一個時間窗口內請求的錯誤率超過閾值時，熔斷器打開。
• 異常比率：當請求拋出異常的比率超過閾值時，熔斷器打開。

三、熔斷狀態

在Sentinel中，熔斷狀態分為三種：CLOSED（關閉），OPEN（打開），HALF_OPEN（半開）。

• CLOSED：初始狀態，當服務請求成功時，狀態不會改變。當服務請求失敗時，如果失敗率小於閾值，則狀態不會改變，如果失敗率超過閾值，則狀態改變為OPEN。
• OPEN：熔斷器打開狀態，當熔斷器打開時，所有請求都會被快速失敗，不會再調用目標服務，避免了故障蔓延。經過一段時間後，進入HALF_OPEN狀態。
• HALF_OPEN：熔斷器半開狀態，此時允許系統調用目標服務，如果調用成功，則狀態改變為CLOSED，否則，狀態改變為OPEN。

四、熔斷降級

熔斷機制本質上是一種服務降級，即在系統出現異常情況時，暫時停用不可用的服務，避免故障蔓延。Sentinel提供了多種熔斷降級策略，包括異常比率、平均響應時間、並發請求數等等。通過合理選擇熔斷降級策略，可以更好地保護系統高可用。

代碼示例

Sentinel的用法和普通的Java類庫大同小異，簡單易用：

@SentinelResource(fallbackClass = OrderFallback.class, fallback = "fallback", blockHandlerClass = OrderBlockHandler.class, blockHandler = "blockHandler")
public String createOrder(Order order) {
    // ...
}

以上代碼表示一個創建訂單的方法，使用了SentinelResource註解，其中fallbackClass和fallback表示降級處理類和降級方法名，blockHandlerClass和blockHandler表示熔斷處理類和熔斷方法名。在Sentinel中，降級和熔斷是很常見的操作，使用這些註解可以方便快捷地實現這些操作。