Sentinel動態(tài)數(shù)據(jù)源架構(gòu)設(shè)計理念與改造實踐是怎么樣的

在介紹集群限流之前需要首先掌握動態(tài)數(shù)據(jù)源的配置方式，根據(jù) Sentinel 官方提供的代碼提出整體架構(gòu)思路，并最終給出實踐指導(dǎo)。

溫馨提示：本文主要分為動態(tài)數(shù)據(jù)源架構(gòu)設(shè)計理念、從官方示例尋找改造思路、基于SpringBoot改造方案三個部分來詳細剖析 Sentienl 動態(tài)數(shù)據(jù)源的改造方案，循序漸進，不僅解決問題本身，更是反映了作者研究一個問題的思路與方法。

1、架構(gòu)設(shè)計理念

在 Sentinel 中主要有如下幾個角色：管理后臺、限流熔斷規(guī)則數(shù)據(jù)源、應(yīng)用程序。

1）管理后臺

管理后臺主要用于可視化配置限流規(guī)則、熔斷規(guī)則，其操作界面截圖如下：

 

用于存儲限流熔斷規(guī)則的數(shù)據(jù)容器，在 Sentinel 中對應(yīng)動態(tài)數(shù)據(jù)源這個概念，動態(tài)數(shù)據(jù)源包含兩層含義：

• 數(shù)據(jù)容器
  數(shù)據(jù)容器指的就是存儲熔斷、限流等規(guī)則配置的數(shù)據(jù)庫，例如關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、Zookeeper等等，在實際生產(chǎn)過程中需要選用支持持久化功能的數(shù)據(jù)庫，否則程序一重啟，配置規(guī)則就會丟失，顯然是不能接受的。

• 動態(tài)
  動態(tài)二字主要強調(diào)的是配置規(guī)則的更改能動態(tài)及時生效，引入 Sentinel 限流 SDK 的應(yīng)用程序在不需要重啟的情況下動態(tài)感知配置規(guī)則發(fā)生變化并立即生效。Sentinel 目前對 apollo、consul、etcd、nacos、redis、spring-clould-config、zookeeper 等進行了適配支持。

3）應(yīng)用程序

希望通過 Sentinel 提供的限流、熔斷功能對應(yīng)用程序加以保護，需要引用 Sentinel 相關(guān)的 SDK，根據(jù)采集的調(diào)用信息判斷當前是否符合限流規(guī)則。

后臺管理系統(tǒng)、動態(tài)數(shù)據(jù)源、應(yīng)用程序的關(guān)系如圖所示：

 

2、從官方示例尋找改造思路

從官方的文檔中可以明確獲悉 sentinel-dashboard 即官方自帶的后臺管理系統(tǒng)只支持將限流、熔斷等限流配置規(guī)則存儲在內(nèi)存中，一旦后臺管理系統(tǒng)重啟，配置的熔斷規(guī)則將全部丟失，所以在生產(chǎn)實踐過程中需要對 sentinel-dashboard 進行一定的改造，引入動態(tài)數(shù)據(jù)源，例如 Zookeeper，對限流等配置進行持久化存儲。

有了上面的架構(gòu)設(shè)計理念為我們的改造提供了方向，那如何具體改造呢？首先我們來看一下官方提供的 Demo 程序。官方提供的示例代碼如下圖所示：

 

2.1 限流熔斷等規(guī)則存儲

首先查閱一下 ZookeeperConfigSender，該類主要的作用是將配置寫入到 zookeeper 中，其關(guān)鍵代碼截圖如下：

 

實踐指導(dǎo),通?；?zookeeper 的開發(fā)，主要是規(guī)劃好目錄結(jié)構(gòu)，關(guān)于 Sentinel，我對給出一個初步的目錄規(guī)劃。

在 zookeeper 中創(chuàng)建一個根節(jié)點，例如 /sentienl 用來表示限流相關(guān)的根目錄。

• groupId 通常為一個獨立的應(yīng)用名稱，例如應(yīng)用的 appId，例如示例中的 provider-demo。

• dataId 通常為配置類型，例如限流規(guī)則、熔斷規(guī)則、熱點規(guī)則等類別，例如限流規(guī)則使用 /flowRule ，熔斷規(guī)則使用 /degradeRule，其 value 值使用 json 存儲，將該應(yīng)用下的所有限流規(guī)則用一個 json 對象表示，其存儲格式類似于 [{},{}]。

2.2 客戶端動態(tài)感知配置

實現(xiàn)存儲規(guī)則的配置存儲后接下來是需要客戶端能動態(tài)感知規(guī)則的變化，從而是配置規(guī)則實時生效。

我們依然先來看一下官方示例，其核心代碼如圖所示：

 
 

• 創(chuàng)建 ZookeeperDataSource，每一個 ZookeeperDataSource 負責監(jiān)聽一個節(jié)點。

• 需要調(diào)用 FlowRuleManager 的 register2Property 方法將數(shù)據(jù)源關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)注冊到 FlowRuleManager 中，方便 Sentinel 內(nèi)核根據(jù)數(shù)據(jù)源中存儲的限流熔斷等規(guī)則進行工作。

客戶端在啟動的時候會調(diào)用 FlowRuleManager 相關(guān)方法加載限流相關(guān)的配置，那如果配置規(guī)則發(fā)生變化后，客戶端如何動態(tài)感知呢？其關(guān)鍵就在于 ZookeeperDataSource 的實現(xiàn)中，其實現(xiàn)關(guān)鍵點如下：

 

3、動態(tài)數(shù)據(jù)源實現(xiàn)方案

從官方的示例中我們不難發(fā)現(xiàn)，引入 Zookeeper 數(shù)據(jù)源主要有兩個步驟：將數(shù)據(jù)存儲在Zookeeper中以及在客戶端監(jiān)聽ZK從而實時生效兩個步驟。

sentinel 官方提供了默認的后臺管理系統(tǒng)實現(xiàn)：sentinel-dashboard，但其缺點非常明顯：基于內(nèi)存存儲，無法用于實際生產(chǎn)過程。大家可能會向后臺管理系統(tǒng)將配置信息存儲在內(nèi)存中，那接入的客戶端如何從 sentinel-dashboard 的內(nèi)存中獲取配置信息呢，這是因為 sentinel-dashboard 里提供了簡單的機器發(fā)現(xiàn)，并且內(nèi)置了 sentinel 客戶端之間、sentinel 客戶端與 sentinel-dashboard 之間的通訊協(xié)議，具體由 sentinel-transport 模塊實現(xiàn)，目前提供了基于 http 與 netty 的實現(xiàn)方式，故能將 sentinel-dashboard 內(nèi)存中的配置信息推送到客戶端，從而使客戶端根據(jù)配置進行限流與熔斷。

接下來回答本文的重點部分，基于 sentinel-dashboard 如何引入 zookeeper 等動態(tài)數(shù)據(jù)源呢？

3.1 將配置規(guī)則存儲在Zookeeper中

首先我們可以順著 sentinel-dashboard 的提供的控制器，尋找其后臺入口，改造目標也很明確，就是將數(shù)據(jù)持久化到 zookeeper中，例如增加流控規(guī)則的后臺處理入口為：

 

 

3.2 Sentinel 客戶端規(guī)則加載封裝

目前大部分項目都是基于 SpringBoot，故本文給出基于 SpringBoot 進行的客戶端加載實現(xiàn)思路。

利用 SpringBoot 的事件機制，在 Spring 容器初始化后，開始加載 zookeeper 中的配置，其實現(xiàn)思路是讀取 zookeeper 中的 /sentinel 下所有的子節(jié)點，然后并依次遍歷其子節(jié)點(appid),然后依次讀取 flow（限流）、degrade(熔斷)等配置，并調(diào)用 Sentinel 的 相關(guān)API完成加載，其偽代碼如下：

 

• 基于 Spring ApplicationReadyEvent 事件，實現(xiàn)限流規(guī)則的加載。

• 創(chuàng)建 ZookeeperDataSource 創(chuàng)建動態(tài)數(shù)據(jù)源。
  并調(diào)用 Sentinel 提供的相關(guān) API 完成限流規(guī)則的加載。