只需三步实现Gateway结合Sentinel实现无侵入网关限流

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前言：本文基于您已有基础的可运行的微服务系统，使用了Spring Cloud Alibaba，Gateway,Nacos等；目标实现网关流控类型的限流。

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顾名思义限流用于在高并发场景下限制请求流量的进入，保护系统不被冲垮。阿里巴巴的开源sentinel可以通过设置不同种类规则实现对不同的资源的保护。

• 资源：可以是任何东西；服务，方法，代码…
• 规则：流控规则、熔断降级规则、系统保护规则、热点规则、网关API分组规则、网关流控规则

本文使用的各版本对应关系如下（官方链接：版本对应关系）

<spring.boot>2.6.7</spring.boot>
<spring-cloud>2021.0.2</spring-cloud>
<spring-cloud-alibaba>2021.0.4.0</spring-cloud-alibaba>

本文目标

• 微服务整合sentinel
• 使用sentinel客户端生成网关限流规则，并持久化到nacos中
• 规则生效，产生限流效果

三步走战略

1.整合sentinel

1.1.服务端整合

1.1.1.引入pom

<!--网关组件-->
<dependency>
   <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
   <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>

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

<!-- SpringCloud Ailibaba Sentinel Gateway -->
<dependency>
   <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
   <artifactId>spring-cloud-alibaba-sentinel-gateway</artifactId>
</dependency>

<!-- 通过nacos持久化流控规则 -->
<dependency>
   <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
   <artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId>
</dependency>

配置Sentinel Starter，必须有spring-cloud-alibaba-sentinel-gateway，spring-cloud-starter-gateway 依赖来让 spring-cloud-alibaba-sentinel-gateway 模块里的 Spring Cloud Gateway 自动化配置类生效。

避坑点1：通过Spring Cloud Alibaba接入sentinel需要将spring.cloud.sentinel.filter.enabled 配置项置为 false（网关流控默认粒度为route和自定义API分组维度，不支持URL粒度）

避坑点2：通过Spring Cloud Alibaba Sentinel 数据源模块，网关流控规则数据源类型是 gw-flow而不是flow

1.1.2.编写规则配置文件

在gatewaymodule中新建application-sentinel.yaml文件

配置规则

spring:
  cloud:
    sentinel:
      enabled: true
      datasource:
        ds1:
          nacos:
            server-addr: ${spring.cloud.nacos.config.server-addr}
            namespace: ${spring.cloud.nacos.config.namespace}
            data-id: ${spring.application.name}-gateway-flow-rules
            group-Id: SENTINEL_GROUP
            rule-type: gw-flow
            data-type: json
        ds2:
          nacos:
            server-addr: ${spring.cloud.nacos.config.server-addr}
            namespace: ${spring.cloud.nacos.config.namespace}
            data-id: ${spring.application.name}-gateway-api-rules
            group-Id: SENTINEL_GROUP
            rule-type: gw-api-group
            data-type: json
          ds3:
            nacos:
              server-addr: ${spring.cloud.nacos.config.server-addr}
              namespace: ${spring.cloud.nacos.config.namespace}
              data-id: ${spring.application.name}-degrade-rules
              group-Id: SENTINEL_GROUP
              rule-type: degrade
              data-type: json
          ds4:
            nacos:
              server-addr: ${spring.cloud.nacos.config.server-addr}
              namespace: ${spring.cloud.nacos.config.namespace}
              data-id: ${spring.application.name}-system-rules
              group-Id: SENTINEL_GROUP
              rule-type: system
              data-type: json
      log:
        dir: /home/omo/sentinel/logs
        # 启用向sentinel发送心跳
      eager: true
      scg:
        fallback:
          response-status: 429
          mode: response
          response-body: '{"code": 429,"message": "前方拥堵，请稍后再试！"}'

1.sentinel dashboard默认会以spring.application.name开头生成规则，ds1、ds2为本次测试的类型

2.data-type为读取数据类型，此处设置为json

3.最后的fallback配置了被限流后的自定义响应

1.1.3.配置通信端口

服务和sentinel dashboard之间通信端口配置

spring:
  cloud:
    sentinel:
      transport:
        # sentinel控制台地址
        dashboard: localhost:8081
        # 跟sentinel控制台交流的端口，随意指定一个未使用的端口即可，默认是8719
        port: 8719
        # Get heartbeat client local ip
        clientIp: 127.0.0.1

1.2.sentinel dashboard整合

Sentinel 1.6.3 引入了网关流控控制台的支持，可以直接在 Sentinel 控制台上查看 API Gateway 实时的 route 和自定义 API 分组监控，管理网关规则和 API 分组配置

首先需要下载控制台工程代码，自行修改编译。也可以使用我改造后的工程，开箱即用：sentinel-dashboard-1.8.6，改造后的工程支持多种规则配置管理、规则推送（推送到nacos）

启动前配置nacos地址和命名空间（application.properties）

#nacos settings
nacos.addr=192.168.0.246:8848
nacos.namespace=65fd6f80-2ad6-478c-90c8-6fdecfdbb3a7

启动参数配置（IDEA）

-Dserver.port=8081 -Dcsp.sentinel.dashboard.server=localhost:8081 -Dproject.name=sentinel-dashboard

启动后效果

2.push模式规则持久化

push模式流程

（下载sentinel dashboard官方版本时需要自行实现，懒人可直接使用上面我提供的改造后版本）

下面列出核心修改点

2.1.修改nacosConfig类

@Bean
public ConfigService nacosConfigService() throws Exception {
    Properties properties = new Properties();
    //nacos地址
    properties.put(PropertyKeyConst.SERVER_ADDR, nacosAddr);
    //namespace为空即为public
    properties.put(PropertyKeyConst.NAMESPACE, namespace);
    return ConfigFactory.createConfigService(properties);
}

以及对应规则类型的provider和publisher,以GatewayFlowRule举例：

2.2.修改发布规则实现（publisher）

@Component("gatewayFlowRuleNacosPublisher")
public class GatewayFlowRuleNacosPublisher implements DynamicRulePublisher<List<GatewayFlowRuleEntity>> {

    @Autowired
    private ConfigService configService;

    @Autowired
    private Converter<List<GatewayFlowRuleEntity>, String> converter;

    @Override
    public void publish(String app, List<GatewayFlowRuleEntity> rules) throws Exception {
        AssertUtil.notEmpty(app, "app name cannot be empty");
        if (rules == null) {
            return;
        }
        configService.publishConfig(app + NacosConfigUtil.GATEWAY_FLOW_DATA_ID_POSTFIX,
                NacosConfigUtil.GROUP_ID, converter.convert(rules));
    }
}

2.3.修改获取规则实现（provider）

@Component("gatewayFlowRuleNacosProvider")
public class GatewayFlowRuleNacosProvider implements DynamicRuleProvider<List<GatewayFlowRuleEntity>> {
    @Autowired
    private ConfigService configService;

    @Autowired
    private Converter<String, List<GatewayFlowRuleEntity>> converter;

    @Override
    public List<GatewayFlowRuleEntity> getRules(String appName) throws Exception {
        String rules = configService.getConfig(appName + NacosConfigUtil.GATEWAY_FLOW_DATA_ID_POSTFIX,
                NacosConfigUtil.GROUP_ID, 3000);
        if (StringUtil.isEmpty(rules)) {
            return new ArrayList<>();
        }
        return converter.convert(rules);
    }
}

2.4.修改对应接口

（GatewayFlowRuleController中）

引入

@Autowired
@Qualifier("gatewayFlowRuleNacosProvider")
private DynamicRuleProvider<List<GatewayFlowRuleEntity>> ruleProvider;

@Autowired
@Qualifier("gatewayFlowRuleNacosPublisher")
private DynamicRulePublisher<List<GatewayFlowRuleEntity>> rulePublisher;

再修改增删改查方法中的实现，具体细节参考：sentinel-dashboard-1.8.6

3.配置规则，测试限流效果

3.1 启动sentinel dashboard

启动步骤见上面阐述

3.2 配置网关限流规则

3.2.1 配置Route类型规则

针对user服务（为你的网关路由配置中的id）配置了QPS=5,流控方式为快速失败的规则

到nacos后台查看规则详情，已同步到nacos

同样在nacos中修改，dashboard也会同步更新，不再演示。（规则属性含义参考：限流字段）

3.2.2.配置API分组类型规则

先配置API分组

再配置规则（下拉选择刚才配置的分组，同样设置QPS=5）

3.3 测试限流效果

3.3.1.Route类型限流

设置测试用例 设置循环10次

测试结果5次成功5次失败，符合预期，大功告成！

3.3.2.API分组限流

可以看到测试报告中对/auth/oms/** 的路径匹配到了且限流可以生效

4.扩展

• 网关流控原理，详见官网

• 在使用SpringCloud Gateway和SpringCloud Sentinel时，官方不支持针对4xx,5xx响应码做异常统计熔断，可以自行实现，可参考issue1842 issue2537