Spring Boot + Spring Cloud Gateway + Alibaba Cloud Sentinel + Alibaba Nacos 持久化 限流 熔断降级 失效 重启后规则消失

上一���文章主要介绍了 Gateway 如何使用 Sentinle实现 限流、熔断，不熟悉这一部分的可以先看一下上一篇文章 [传送门] 。本文主要在前一篇文章所搭建的测试项目基础上，进行设置 Sentinle 的规则持久化至 Nacos 的介绍，以及在此过程中会遇到的限流、熔断不生效，重启后规则消失等问题进行记录。

​ 声明：本篇及后续文章所描述的 Sentinel 所遇到的问题，均为本人日常开发中由于个人新增的代码所导致的，与 Alibaba Sentinel ，Alibaba Nacos ，Spring Cloud Gateway 本身没有关系，非常感谢这些开源组件的背后开发人员。

限流规则持久化

1、修改 sentinel-dashboard pom.xml

sentinel-dashboard 的 pom.xml 文件中 默认是配置了 Nacos 持久化的依赖的，但是默认作用域为 test ，所以需要将作用域注释或删除掉，修改如下：

	com.alibaba.csp
	sentinel-datasource-nacos
	

2、新增 Nacos 命名空间

打开Nacos 控制台，进入左侧菜单：命名空间 ==> 新建命名空间，命名空间名与描述均为 gateway，点击确定即可完成创建，并会自动生成命名空间 ID:

3、新增 application.properties 配置项

在 application.properties 新增 Nacos 配置，namespace为刚刚创建名为 gateway 的命名空间的命名空间ID，若是使用 public 作为命名空间，sentinel.nacos.namespace 配置项目的值需要缺省为空，或者不填写 sentinel.nacos.namespace 这个配置项。

sentinel.nacos.address=localhost:8848
sentinel.nacos.namespace=292baf88-31c3-4cd8-8253-8c94bf6c8d09
sentinel.nacos.username=nacos
sentinel.nacos.password=nacos 

4、新增 NacosProperties

​ 新增 NacosProperties 类 用于读取 application.properties 中 Nacos 有关的配置项

/**
 * 

 * 用于读取 application.properties 中 Nacos 连接信息
 * 
 *
 * @author LiAo
 * @since 2023-03-08
 */
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "sentinel.nacos")
public class NacosProperties {
    /** nacos地址 */
    private String address;
    
    /** nacos命名空间 */
    private String namespace;
    /** nacos用户名 */
    private String username;
    /** nacos用户密码 */
    private String password;
    public String getAddress() { return address; }
    public void setAddress(String address) { this.address = address; }
    public String getNamespace() { return namespace; }
    public void setNamespace(String namespace) { this.namespace = namespace; }
    public String getUsername() { return username; }
    public void setUsername(String username) { this.username = username; }
    public String getPassword() { return password; }
    public void setPassword(String password) { this.password = password; }
}

5、流控规则持久化

​ test 文件夹下 com.alibaba.csp.sentinel.dashboard.rule.nacos 中包含了流控规则持久化到 Nacos 测试函数，我们可以直接拷贝到 main 文件夹下使用， FlowRuleNacosPublisher 重命名为 GatewayFlowRuleNacosPublisher：

相关类的说明如下：

GatewayFlowRuleController			网关流控规则请求拦截、业务处理
GatewayFlowRuleNacosPublisher		网关流控规则推送
NacosConfig							Nacos 连接实例
NacosConfigUtil						持久化后 Nacos dataId、group id 命名规则

​ 本篇主要针对 Gatewat 模式下，Sentinel 的流控、熔断等规则的持久化，所以需要对 从 test 文件夹下拷贝的测试类进行的测试类进行一些修改，修改如下：

NacosConfig

修改 ConfigService 的创建参数，连接参数改为 NacosProperties 的连接信息，新增 GatewayFlowRule 的序列化与反序列化方法，代码如下：

@Configuration
public class NacosConfig {
    // 注入nacos配置文件
    @Autowired
    private NacosProperties nacosProperties;
    /**
     * 网关流控规则序列化方法
     *
     * @return JSON 字符串
     */
    @Bean
    public Converter gatewayFlowRuleEntityEncoder() {
        return JSON::toJSONString;
    }
    /**
     * 网关流控规则反序列化方法
     *
     * @return 网关流控规则 集合
     */
    @Bean
    public Converter gatewayFlowRuleEntityDecoder() {
        return s -> JSON.parseArray(s, GatewayFlowRule.class);
    }
    @Bean
    public ConfigService nacosConfigService() throws Exception {
        Properties properties = new Properties();
        properties.put(PropertyKeyConst.SERVER_ADDR, nacosProperties.getAddress());
        properties.put(PropertyKeyConst.NAMESPACE, nacosProperties.getNamespace());
        properties.put(PropertyKeyConst.USERNAME, nacosProperties.getUsername());
        properties.put(PropertyKeyConst.PASSWORD, nacosProperties.getPassword());
        return ConfigFactory.createConfigService(properties);
    }
}

NacosConfigUtil

新增 网关流控规则 Nacos 持久化 Data Id 后缀常量：

public final class NacosConfigUtil {
    ...
    // 网关流控规则 data Id 命名后缀
    public static final String GATEWAY_FLOW_DATA_ID_POSTFIX = "-gateway-flow-rules";
    ...
}

GatewayFlowRuleNacosPublisher

​ 网关流控规则持久化推送，修改 GatewayFlowRuleNacosPublisher 两个类的序列化类型、Component 名称参数，修改 publish 中 持久化的 Data ID 命名后缀：

@Component("gatewayFlowRuleNacosPublisher")
public class GatewayFlowRuleNacosPublisher implements DynamicRulePublisher {
    @Autowired
    private ConfigService configService;
    @Autowired
    private Converter converter;
    @Override
    public void publish(String app, List 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));
    }
}

​

​ 默认的 限流规则 存放在 Nacos 中的命名规则为 app + NacosConfigUtil.GATEWAY_FLOW_DATA_ID_POSTFIX 即为：app + -gateway-flow-rules，如之前 gateway-service 服务中的 spring.application.name: gateway-service，那么 gateway-service 的 网关限流规则的 dataId 则为： gateway-service-gateway-flow-rules 。

​ 默认的 GROUP_ID 为：NacosConfigUtil.GROUP_ID ：SENTINEL_GROUP

GatewayFlowRuleController

​ 默认的 GatewayFlowRuleController 只有对 内存中的限流规则的操作，需要新增 GatewayFlowRuleNacosPublisher 对象的注入，并在 addFlowRule、updateFlowRule、deleteFlowRule 这三个函数中新增 **网关流控规则 ** 持久化到 Naco 中的操作。

​ 对象注入：

	 // 规则推送
    @Autowired
    @Qualifier("gatewayFlowRuleNacosPublisher")
    private DynamicRulePublisher publisher;

新增持久化操作函数：

​ 此处新增了将内存中的规则持久化到 Nacos 的操作，其中有一段将 GatewayFlowRuleEntity 集合对象转化为 GatewayFlowRule 结合的操作，

这段代码是解决上述文章中提到的 网关流控规则 中 intervalSec 属性值为1导致的流控没有达到预期效果的问题，关于这部分的说明将在末尾解释。

	/**
     * 读取内存中的规则覆盖到 Nacos，完成持久化
     *
     * @param app appName
     */
    private void publishRules(String app) {
        List gatewayFlowRuleEntities = repository.findAllByApp(app);
        // 格式化对象为 GatewayFlowRule
        List gatewayFlowRules  = gatewayFlowRuleEntities.stream()
                .map(r -> r.toGatewayFlowRule()).collect(Collectors.toList());
        try {
            publisher.publish(app, gatewayFlowRules);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

addFlowRule ：

	try {
            entity = repository.save(entity);
			// 新增持久化操作
            publishRules(entity.getApp());
        } catch (Throwable throwable) {
            logger.error("add gateway flow rule error:", throwable);
            return Result.ofThrowable(-1, throwable);
        }

updateFlowRule：

	try {
            entity = repository.save(entity);
			// 新增持久化操作
            publishRules(entity.getApp());
        } catch (Throwable throwable) {
            logger.error("update gateway flow rule error:", throwable);
            return Result.ofThrowable(-1, throwable);
        }

deleteFlowRule:

	@PostMapping("/delete.json")
    @AuthAction(AuthService.PrivilegeType.DELETE_RULE)
    public Result deleteFlowRule(@RequestParam("id") Long id, @RequestParam("app") String app) {
        if (id == null) {
            return Result.ofFail(-1, "id can't be null");
        }
        GatewayFlowRuleEntity oldEntity = repository.findById(id);
        if (oldEntity == null) {
            return Result.ofSuccess(null);
        }
        try {
            repository.delete(id);
			// 新增持久化操作
            publishRules(app);
        } catch (Throwable throwable) {
            logger.error("delete gateway flow rule error:", throwable);
            return Result.ofThrowable(-1, throwable);
        }
        if (!publishRules(oldEntity.getApp(), oldEntity.getIp(), oldEntity.getPort())) {
            logger.warn("publish gateway flow rules fail after delete");
        }
        return Result.ofSuccess(id);
    }

​ 至此 Sentinel Dashboard 中关于对网关流控规则的持久化的代码修改工作就已经完成了。

gateway-service 网关流控规则监听

​ 当规 sentinel datasource 对规则进行操作后，会通过 SentinelApiClient 这个类通知 注册到 Sentinel Dashboard 中的网关服务，此时规则就会加载进网关中，从而实现 流控 和 熔断等操作。但是，当网关重启 或者 用户手动修改过存储在 Nacos 控制台中的规则后，网关服务中的规则不会拉取，此时，网关就不会实现预期的 流控 与 熔断，甚至规则不生效，所以我们需要对 网关服务 gateway-service 进行相应代码修改：

pom.xml

	com.alibaba.csp
	sentinel-datasource-nacos

application.yml

spring.cloud.sentinel.datasource.ds.nacos.namespace 配置项的值要与 Sentinel Dashboard 中 的 sentinel.nacos.namespace 配置项的值保持一致，配置如下：

spring:
  application:
    name: gateway-service
  cloud:
    sentinel:
      datasource:
        ds:
          nacos:
            server-addr: localhost:8848
            username: nacos
            password: nacos
            namespace: 292baf88-31c3-4cd8-8253-8c94bf6c8d09
            group-id: SENTINEL_GROUP
            data-id: ${spring.application.name}-gateway-flow-rules
            data-type: json
            rule-type: gw-flow

流控持久化规则测试

​ 至此我们就完成了 Sentinel 规则的持久化，以及网关服务的监听，现在重新启动 Nacos、Sentinel Dashboard、gateway-service、producer-service 服务，进行测试，首先测试 Gateway 的转发服务，证明上述新增代码没有影响原有功能：

curl http://localhost/producer_service/hello
Hello

​ 通过测试可以看到，上述新增代码没有影响原有功能，打开 Sentinel Dashboard 控制台，新增 流控规则：

此时打开 Nacos 控制台 配置列表，可以看到 gatewat 命名空间下有一个 名为 gateway-service-gateway-flow-rules 的配置文件，点击查看内容如下：

现在进行测试流控规则是否生效：

curl http://localhost/producer_service/hello
Hello
curl http://localhost/producer_service/hello
{"code":429,"message":"Blocked by Sentinel: ParamFlowException"}

现在重启 Sentine Dashboard、gateway-service 两个服务，打开 Sentinle Dashboard 控制台，发现规则依然存在，重新测试流控规则，发现依然生效，测试如下：

curl http://localhost/producer_service/hello
Hello
curl http://localhost/producer_service/hello
{"code":429,"message":"Blocked by Sentinel: ParamFlowException"}

intervalSec 为 1 解决

​ 在 GatewayFlowRuleController 类中新增了 将 List 转为 List 然后进行持久化，是解决网关重启后，加载的规则为 intervalSec 值为 1 导致的流控失效的问题。下面代码使用 stream 中的 map 函数，将 gatewayFlowRules 集合中的元素执行 toGatewayFlowRule() 函数，该函数是将 GatewayFlowRuleEntity 对象转为 GatewayFlowRule , 其中有一个步骤是 rule.setIntervalSec(calIntervalSec(interval, intervalUnit)); 是将 GatewayFlowRuleEntity 对象中 interval 和 intervalUnit 计算出 QPS 值，然后存入Nacos。

​ 若是直接存入 GatewayFlowRuleEntity 类型的规则，由于 GatewayFlowRuleEntity 类没有 intervalSec 这个属性，这就会导致，当网关启动读取 Nacos中的规则时，是使用的 com.alibaba.csp.sentinel.adapter.gateway.common.rule.GatewayFlowRule 这个类，这个类中的 intervalSec 变量默认值为 1 ，由于 Nacos 中的规则没有 intervalSec 这个属性，当反序列化 Nacos 中的规则时，就会出现 由于 intervalSec 值为1 导致的限流规则达不到预期效果的问题

List gatewayFlowRules  = gatewayFlowRuleEntities.stream()
                .map(r -> r.toGatewayFlowRule()).collect(Collectors.toList());

熔断规则持久化

​ 熔断规则没有根据 Sentinel 是否为网关模式进行区分，所以只需要在 sentinel dashboard 新增熔断规则相关的持久化函数就可以了，新增如下：

NacosConfigUtil

新增熔断规则 Nacos 持久化 Data Id 后缀常量：

// 熔断规则 data Id 命名后缀
public static final String DEGRADE_DATA_ID_POSTFIX = "-degrade-rules";

NacosConfig

新增熔断规则序列化与反序列化方法：

/**
     * 熔断规则序列化方法
     *
     * @return JSON 字符串
     */
    @Bean
    public Converter degradeRuleEntityEncoder() {
        return JSON::toJSONString;
    }
    /**
     * 熔断规则反序列化方法
     *
     * @return 网关流控规则 集合
     */
    @Bean
    public Converter degradeRuleEntityDecoder() {
        return s -> JSON.parseArray(s, DegradeRuleEntity.class);
    }

DegradeRuleNacosPublisher

新建名为 com.alibaba.csp.sentinel.dashboard.rule.nacos.degrade 的包，新建名为 DegradeRuleNacosPublisher 的类，用于将流控规则持久化到 Nacos 中：

@Component("degradeRuleNacosPublisher")
public class DegradeRuleNacosPublisher implements DynamicRulePublisher {
    @Autowired
    private ConfigService configService;
    @Autowired
    private Converter converter;
    @Override
    public void publish(String app, List rules) throws Exception {
        AssertUtil.notEmpty(app, "app name cannot be empty");
        if (rules == null) {
            return;
        }
        configService.publishConfig(app + NacosConfigUtil.DEGRADE_DATA_ID_POSTFIX,
                NacosConfigUtil.GROUP_ID, converter.convert(rules));
    }
}

DegradeController

对象注入

	// 规则推送
    @Autowired
    @Qualifier("degradeRuleNacosPublisher")
    private DynamicRulePublisher publisher;

熔断规则持久化函数

	/**
     * 读取内存中的规则覆盖到 Nacos，完成持久化
     *
     * @param app appName
     */
    private void publishRules(String app) {
        List rules = repository.findAllByApp(app);
        try {
            publisher.publish(app, rules);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

apiAddRule

新增对熔断规则持久化函数调用：

		try {
            entity = repository.save(entity);
        	// 新增持久化操作
            publishRules(entity.getApp());
        } catch (Throwable t) {
            logger.error("Failed to add new degrade rule, app={}, ip={}", entity.getApp(), entity.getIp(), t);
            return Result.ofThrowable(-1, t);
        }

apiUpdateRule

新增对熔断规则持久化函数调用：

		try {
            entity = repository.save(entity);
            // 新增持久化操作
            publishRules(entity.getApp());
        } catch (Throwable t) {
            logger.error("Failed to save degrade rule, id={}, rule={}", id, entity, t);
            return Result.ofThrowable(-1, t);
        }

delete

新增对熔断规则持久化函数调用：

	@DeleteMapping("/rule/{id}")
    @AuthAction(PrivilegeType.DELETE_RULE)
    public Result delete(@PathVariable("id") Long id, @RequestParam("app") String app) {
        if (id == null) {
            return Result.ofFail(-1, "id can't be null");
        }
        DegradeRuleEntity oldEntity = repository.findById(id);
        if (oldEntity == null) {
            return Result.ofSuccess(null);
        }
        try {
            repository.delete(id);
            // 新增持久化操作
            publishRules(app);
        } catch (Throwable throwable) {
            logger.error("Failed to delete degrade rule, id={}", id, throwable);
            return Result.ofThrowable(-1, throwable);
        }
        if (!publishRules(oldEntity.getApp(), oldEntity.getIp(), oldEntity.getPort())) {
            logger.warn("Publish degrade rules failed, app={}", oldEntity.getApp());
        }
        return Result.ofSuccess(id);
    }

gateway-service 熔断规则监听

application.yml

spring:
  application:
    name: gateway-service
  cloud:
    sentinel:
      datasource:
        ds1:
          nacos:
            server-addr: localhost:8848
            username: nacos
            password: nacos
            namespace: 292baf88-31c3-4cd8-8253-8c94bf6c8d09
            group-id: SENTINEL_GROUP
            data-id: ${spring.application.name}-degrade-rules
            data-type: json
            rule-type: degrade

熔断规则持久化测试

​ 至此我们就完成了 Sentinel 规则的持久化，以及网关服务的监听，现在重新启动 Nacos、Sentinel Dashboard、gateway-service、producer-service 服务，进行测试，首先测试 Gateway 的转发服务，证明上述新增代码没有影响原有功能：

curl http://localhost/producer_service/hello
Hello

​ 通过测试可以看到，上述新增代码没有影响原有功能，打开 Sentinel Dashboard 控制台，新增熔断规则：

此时打开 Nacos 控制台 配置列表，可以看到 gatewat 命名空间下有一个 名为 gateway-service-degrade-rules 的配置文件，点击查看内容如下：

现在进行测试熔断规则是否生效：

curl http://localhost/producer_service/hello
Hello
curl http://localhost/producer_service/hello
{"code":429,"message":"Blocked by Sentinel: DegradeException"}

现在重启 Sentine Dashboard、gateway-service 两个服务，打开 Sentinle Dashboard 控制台，发现规则依然存在，重新测试熔断规则，发现依然生效，测试如下：

curl http://localhost/producer_service/hello
Hello
curl http://localhost/producer_service/hello
{"code":429,"message":"Blocked by Sentinel: DegradeException"}