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【云原生微服务＞SCG网关篇十二】Spring Cloud Gateway集成Sentinel API实现多种限流方式

發布時間：2024/5/8 javascript 41 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了【云原生微服务＞SCG网关篇十二】Spring Cloud Gateway集成Sentinel API实现多种限流方式小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

文章目錄

一、前言
二、Gateway集成Sentinel API
- 0、集成Sentinel的核心概念
- - 1）GatewayFlowRule 和 ApiDefinition
  - 2）GatewayFlowRule字段解釋
- 1、針對Route維度限流
- - 驗證
- 2、針對API維度限流
- - 驗證
- 3、自定義限流異常返回值
- - 驗證
三、總結

一、前言

至此微服務網關系列文章已出：

【云原生&微服務＞SCG網關篇一】為什么要有網關、生產環境如何選擇網關

云原生&微服務＞SCG網關篇二】生產上那些灰度發布方式

【云原生&微服務＞SCG網關篇三】Spring Cloud Gateway是什么、詳細使用案例

云原生&微服務＞SCG網關篇四】Spring Cloud Gateway內置的11種PredicateFactory如何使用

【云原生&微服務＞SCG網關篇五】Spring Cloud Gateway自定義PredicateFactory

【云原生&微服務＞SCG網關篇六】Spring Cloud Gateway內置的18種Filter使用姿勢

【云原生&微服務＞SCG網關篇七】Spring Cloud Gateway基于內置Filter實現限流、熔斷、重試

【云原生&微服務＞SCG網關篇八】Spring Cloud Gateway三種自定義Filter、GlobalFilter的方式

【云原生&微服務＞SCG網關篇九】Spring Cloud Gateway集成Nacos詳細案例

【云原生&微服務＞SCG網關篇十】Spring Cloud Gateway集成Actuator、Zipkin詳細案例

【云原生&微服務＞SCG網關篇十一】Spring Cloud Gateway解決跨域問題

聊了以下問題：

為什么要有網關？網關的作用是什么？

網關的分類？

網關的技術選型？

使用網關時常用的灰度發布方式有哪些？

Spring Cloud Gateway是什么？詳細使用案例？

Spring Cloud Gateway內置的11種PredicateFactory

如何自定義PredicateFactory？

Spring Cloud Gateway內置的18種常用的Filter

Spring Cloud Gateway基于內置Filter實現限流、熔斷、重試

Spring Cloud Gateway三種自定義Filter、GlobalFilter的方式

Spring Cloud Gateway集成Nacos案例

Spring Cloud Gateway集成Actuator、Zipkin案例

Spring Cloud Gareway如何解決CORS跨域問題

我們已經聊過了Spring Cloud Gateway的一種限流方式：使用內置的Filter（RequestRateLimiterGatewayFilterFactory）結合Redis使用令牌桶算法實現限流；這里我們再聊一下另外一種：Spring Cloud Gateway集成Sentinel實現限流。

PS：SpringCloud版本信息：

<properties><spring-boot.version>2.4.2</spring-boot.version><spring-cloud.version>2020.0.1</spring-cloud.version><spring-cloud-alibaba.version>2021.1</spring-cloud-alibaba.version> </properties><dependencyManagement><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId><version>${spring-boot.version}</version><type>pom</type><scope>import</scope></dependency><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId><version>${spring-cloud.version}</version><type>pom</type><scope>import</scope></dependency><dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId><version>${spring-cloud-alibaba.version}</version><type>pom</type><scope>import</scope></dependency></dependencies> </dependencyManagement>

二、Gateway集成Sentinel API

sentinel服務1.6.0以上的版本可支持整合到網關進行統一流控：

sentinel提供了兩種資源維度的限流：

route維度：在配置文件中配置路由，資源名為對應的 routeId，一般是對某個微服務進行限流；這種維度屬于粗粒度的限流。
自定義API維度：通過Sentinel 提供的API來自定義一些API分組，針對某一類的uri進行匹配限流，可以跨多個微服務；這種維度屬于細粒度的限流。

gateway整合sentinel默認不支持 URL 粒度限流；因此通過 Spring Cloud Alibaba 接入時，將spring.cloud.sentinel.filter.enabled 配置為 false，以關閉流控控制臺上的 URL 資源視圖。

gateway整合Sentinel的maven依賴：

<dependency><groupId>com.alibaba.csp</groupId><artifactId>sentinel-spring-cloud-gateway-adapter</artifactId><version>1.8.0</version> </dependency>

0、集成Sentinel的核心概念

整體集成原理如下：

1）GatewayFlowRule 和 ApiDefinition

網關的限流規則GatewayFlowRule：

針對 API Gateway 的場景定制的限流規則，可以針對不同 route 或自定義的 API 分組進行限流，支持針對請求中的參數、Header、來源 IP 等進行定制化的限流；
用戶自定義的API分組ApiDefinition：
ApiDefinition可以看做是一些 URL 匹配的組合；限流的時候可以針對這個自定義的 API 分組進行限流。

2）GatewayFlowRule字段解釋

網關限流規則 GatewayFlowRule 的字段如下：

resource：資源名稱，可以是網關中的 route 名稱或者用戶自定義的 API 分組名稱。
resourceMode：規則是針對 API Gateway 的 route（RESOURCE_MODE_ROUTE_ID）還是用戶在 Sentinel 中定義的 API 分組（RESOURCE_MODE_CUSTOM_API_NAME），默認是 route。
grade：限流指標維度，同限流規則的 grade 字段。
count：限流閾值
intervalSec：統計時間窗口，單位是秒，默認是 1 秒。
controlBehavior：流量整形的控制效果，同限流規則的 controlBehavior 字段，目前支持快速失敗和勻速排隊兩種模式，默認是快速失敗。
burst：應對突發請求時額外允許的請求數目。
maxQueueingTimeoutMs：勻速排隊模式下的最長排隊時間，單位是毫秒，僅在勻速排隊模式下生效。
paramItem：參數限流配置。若不提供，則代表不針對參數進行限流，該網關規則將會被轉換成普通流控規則；否則會轉換成熱點規則。其中的字段：
parseStrategy：從請求中提取參數的策略，目前支持提取來源 IP（PARAM_PARSE_STRATEGY_CLIENT_IP）、Host（PARAM_PARSE_STRATEGY_HOST）、任意 Header（PARAM_PARSE_STRATEGY_HEADER）和任意 URL 參數（PARAM_PARSE_STRATEGY_URL_PARAM）四種模式。
fieldName：若提取策略選擇 Header 模式或 URL 參數模式，則需要指定對應的 header 名稱或 URL 參數名稱。
pattern：參數值的匹配模式，只有匹配該模式的請求屬性值會納入統計和流控；若為空則統計該請求屬性的所有值。（1.6.2 版本開始支持）
matchStrategy：參數值的匹配策略，目前支持精確匹配（PARAM_MATCH_STRATEGY_EXACT）、子串匹配（PARAM_MATCH_STRATEGY_CONTAINS）和正則匹配（PARAM_MATCH_STRATEGY_REGEX）。（1.6.2 版本開始支持）

可以通過GatewayRuleManager.loadRules(rules) 手動加載網關規則、或通過 GatewayRuleManager.register2Property(property) 注冊規則（推薦方式）；

特別注意：當使用 Spring Cloud Alibaba Sentinel 數據源模塊時，需要注意網關流控規則數據源類型是 gw-flow，若將網關流控規則數據源指定為 flow 則不生效。

application.yml配置文件：

spring:application:name: nacos-gatewaycloud:nacos:discovery:server-addr: 106.15.139.143:8848gateway:discovery:locator:# 開啟從注冊中心動態創建路由的功能enabled: true# 是否使用service-id的小寫，默認是大寫lower-case-service-id: trueroutes:- id: gateway-nacos-service-route# 其中配置的lb://表示從注冊中心獲取服務，后面的gateway-nacos-provider表示目標服務在注冊中心上的服務名uri: lb://gateway-nacos-providerpredicates:- Path=/nacos/sentinel/** #被限流filters:- StripPrefix=2# 自定義Sentinel API分組限流- id: red_routeuri: lb://gateway-nacos-providerpredicates:- Path=/red/** #被限流filters:- StripPrefix=1- id: green_routeuri: lb://gateway-nacos-providerpredicates:- Path=/green/** #不被限流filters:- StripPrefix=1

下面的三個樣例均依賴此application.yml配置文件。

1、針對Route維度限流

搞一個ConfigurationClass，在類初始化的最后階段（@PostConstruct標注的方法）實例化一個GatewayFlowRule，并將其添加到GatewayRuleManager中；GatewayFlowRule中指定針對哪個Route限流、限流的規則是什么？

當前案例表示針對routeId為gateway-nacos-service-route的路由做限流：1s僅允許一個請求通過；

驗證

當請求被限流時會返回429狀態碼，響應體內容為：

{"code":429,"message":"Blocked by Sentinel: ParamFlowException"}

2、針對API維度限流

自定義API分組限流，將/nacos/sentinel/**和/red/**進行統一分組，并提供name=saint_customized_api，然后在初始化網關限流規則時，針對該name設置限流規則；

package com.saint.gateway.sentinel;import java.util.Collections; import java.util.HashSet; import java.util.List; import java.util.Set;import javax.annotation.PostConstruct;import org.springframework.beans.factory.ObjectProvider; import org.springframework.cloud.gateway.filter.GlobalFilter; import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.core.Ordered; import org.springframework.core.annotation.Order; import org.springframework.http.codec.ServerCodecConfigurer; import org.springframework.web.reactive.result.view.ViewResolver;import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.gateway.common.SentinelGatewayConstants; import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.gateway.common.api.ApiDefinition; import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.gateway.common.api.ApiPathPredicateItem; import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.gateway.common.api.ApiPredicateItem; import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.gateway.common.api.GatewayApiDefinitionManager; import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.gateway.common.rule.GatewayFlowRule; import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.gateway.common.rule.GatewayRuleManager; import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.gateway.sc.SentinelGatewayFilter; import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.gateway.sc.exception.SentinelGatewayBlockExceptionHandler;/*** 自定義API分組限流** @author Saint*/ @Configuration public class GatewayConfiguration1 {private final List<ViewResolver> viewResolvers;private final ServerCodecConfigurer serverCodecConfigurer;public GatewayConfiguration1(ObjectProvider<List<ViewResolver>> viewResolvers, ServerCodecConfigurer serverCodecConfigurer) {this.viewResolvers = viewResolvers.getIfAvailable(Collections::emptyList);this.serverCodecConfigurer = serverCodecConfigurer;}/*** 注入SentinelGatewayFilter* Filter的優先級最高*/@Bean@Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)public GlobalFilter sentinelGatewayFilter() {return new SentinelGatewayFilter();}/*** 注入限流異常處理器* Filter的優先級最高*/@Bean@Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)public SentinelGatewayBlockExceptionHandler sentinelGatewayBlockExceptionHandler() {return new SentinelGatewayBlockExceptionHandler(viewResolvers, serverCodecConfigurer);}/*** 初始化限流規則*/@PostConstructpublic void doInit() {initCustomizedApis();initGatewayRules();}/*** 自定義API分組限流，將/nacos/sentinel/**和/red/**進行統一分組，并提供name=saint_customized_api，然后在初始化網關限流規則時，針對該name設置* 限流規則。同時，可以通過setMatchStrategy來設置不同path下的限流參數策略*/private void initCustomizedApis() {Set<ApiDefinition> definitions = new HashSet<>();// 自定義針對API限流的ApiDefinition，apiName可以隨便取，在GatewayFlowRule中填入即可。ApiDefinition apiDefinition = new ApiDefinition("saint_customized_api");// 匹配下面請求路徑的請求將被限流apiDefinition.setPredicateItems(new HashSet<ApiPredicateItem>() {{add(new ApiPathPredicateItem().setPattern("/nacos/sentinel/**").setMatchStrategy(SentinelGatewayConstants.URL_MATCH_STRATEGY_PREFIX));add(new ApiPathPredicateItem().setPattern("/red/**").setMatchStrategy(SentinelGatewayConstants.URL_MATCH_STRATEGY_PREFIX));}});definitions.add(apiDefinition);GatewayApiDefinitionManager.loadApiDefinitions(definitions);}/*** 針對分組name來設置限流規則*/private void initGatewayRules() {// 針對ApiDefinition進行限流GatewayFlowRule rule = new GatewayFlowRule("saint_customized_api").setResourceMode(SentinelGatewayConstants.RESOURCE_MODE_CUSTOM_API_NAME).setCount(1).setIntervalSec(1);Set<GatewayFlowRule> rules = new HashSet<>();rules.add(rule);GatewayRuleManager.loadRules(rules);} }

驗證

當我們訪問/nacos/sentinel/**和/red/**路徑時才會被限流，其他路徑均不會。

3、自定義限流異常返回值

Sentinel默認的異常處理器是com.alibaba.csp.sentinel.adapter.gateway.sc.exception.SentinelGatewayBlockExceptionHandler，我們可以根據這個Handler自定義一個WebExceptionHandler實現類。

1> 自定義WebExceptionHandler實現類:

package com.saint.gateway.sentinel;import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.gateway.sc.callback.GatewayCallbackManager; import com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.BlockException; import com.alibaba.csp.sentinel.util.function.Supplier; import org.springframework.core.io.buffer.DataBuffer; import org.springframework.http.codec.HttpMessageWriter; import org.springframework.http.codec.ServerCodecConfigurer; import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpResponse; import org.springframework.web.reactive.function.server.ServerResponse; import org.springframework.web.reactive.result.view.ViewResolver; import org.springframework.web.server.ServerWebExchange; import org.springframework.web.server.WebExceptionHandler; import reactor.core.publisher.Mono;import java.util.List;/*** 異常處理器*/ public class MySentinelGatewayBlockExceptionHandler implements WebExceptionHandler {private List<ViewResolver> viewResolvers;private List<HttpMessageWriter<?>> messageWriters;private final Supplier<ServerResponse.Context> contextSupplier = () -> {return new ServerResponse.Context() {public List<HttpMessageWriter<?>> messageWriters() {return MySentinelGatewayBlockExceptionHandler.this.messageWriters;}public List<ViewResolver> viewResolvers() {return MySentinelGatewayBlockExceptionHandler.this.viewResolvers;}};};public MySentinelGatewayBlockExceptionHandler(List<ViewResolver> viewResolvers,ServerCodecConfigurer serverCodecConfigurer) {this.viewResolvers = viewResolvers;this.messageWriters = serverCodecConfigurer.getWriters();}/*** 該方法的作用是，將限流的異常信息寫回客戶端*/private Mono<Void> writeResponse(ServerResponse response, ServerWebExchange exchange) {ServerHttpResponse serverHttpResponse = exchange.getResponse();serverHttpResponse.getHeaders().add("Content-type", "application/json;charset=UTF-8");byte[] datas = "{"code":999,"msg":"訪問人數太多了，讓我歇歇吧"}".getBytes();DataBuffer buffer = serverHttpResponse.bufferFactory().wrap(datas);return serverHttpResponse.writeWith(Mono.just(buffer));}public Mono<Void> handle(ServerWebExchange exchange, Throwable ex) {if (exchange.getResponse().isCommitted()) {return Mono.error(ex);} else {return !BlockException.isBlockException(ex) ? Mono.error(ex): this.handleBlockedRequest(exchange, ex).flatMap((response) -> this.writeResponse(response, exchange));}}private Mono<ServerResponse> handleBlockedRequest(ServerWebExchange exchange, Throwable throwable) {return GatewayCallbackManager.getBlockHandler().handleRequest(exchange, throwable);} }

2> 將MySentinelGatewayBlockExceptionHandler注入到Spring容器中：

// 注入自定義的限流異常處理器 @Bean @Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE) public MySentinelGatewayBlockExceptionHandler sentinelGatewayBlockExceptionHandler() {return new MySentinelGatewayBlockExceptionHandler(viewResolvers, serverCodecConfigurer); }

驗證

接著根據API分組限流的案例進行驗證；

響應的狀態碼是200，body是我們自定義的body：

{"code":999,"msg":"訪問人數太多了，讓我歇歇吧"}

三、總結

sentinel提供了兩種資源維度的限流：

route維度：在配置文件中配置路由，資源名為對應的 routeId，一般是對某個微服務進行限流；這種維度屬于粗粒度的限流。
自定義API維度：通過Sentinel 提供的API來自定義一些API分組，針對某一類的uri進行匹配限流，可以跨多個微服務；這種維度屬于細粒度的限流。

本文的演示案例基于文章（）

PS：Sentinel整合Nacos配置源：

spring:cloud: #配置SpringCloudGateway的路由sentinel:transport:dashboard: ip:port #sentinel控制臺的請求地址datasource:ds1:nacos:server-addr: ip:portdata-id: ${spring.application.name}-${spring.profiles.active}-sentinel-gw-flowgroup-id: DEFAULT_GROUPdata-type: json# 流控規則rule-type: gw-flowds2:nacos:server-addr: ip:portdata-id: ${spring.application.name}-${spring.profiles.active}-sentinel-gw-api-groupgroup-id: DEFAULT_GROUPdata-type: json# api類型rule-type: gw-api-groupeager: true #立即加載log:# 日志存放目錄dir: /data/sentinel/gateway

引入maven依賴：

<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId> </dependency> <dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-alibaba-sentinel-gateway</artifactId> </dependency>

先自我介紹一下，小編13年上師交大畢業，曾經在小公司待過，去過華為OPPO等大廠，18年進入阿里，直到現在。深知大多數初中級java工程師，想要升技能，往往是需要自己摸索成長或是報班學習，但對于培訓機構動則近萬元的學費，著實壓力不小。自己不成體系的自學效率很低又漫長，而且容易碰到天花板技術停止不前。因此我收集了一份《java開發全套學習資料》送給大家，初衷也很簡單，就是希望幫助到想自學又不知道該從何學起的朋友，同時減輕大家的負擔。添加下方名片，即可獲取全套學習資料哦

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【云原生微服务＞SCG网关篇十二】Spring Cloud Gateway集成Sentinel API实现多种限流方式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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