Sentinel核心概念与核心类详解：一文搞懂所有关键组件

前言

上一篇我们讲了Sentinel的滑动窗口原理，了解了它是怎么统计QPS的。但要真正理解Sentinel的工作流程，光知道滑动窗口还不够。

Sentinel里有很多核心概念和类，比如Resource、Node、Context、Entry、ProcessorSlot……刚开始接触的时候，很容易被这些概念绕晕。

这篇文章，我就带大家把Sentinel的核心概念和核心类一次性梳理清楚。搞懂了这些，再看Sentinel的源码就会轻松很多。

一、三个基础概念

先从最基础的三个概念说起：资源、规则、降级。

概念	说明	举例
资源	Sentinel保护的对象，可以是一个方法、一段代码、一个接口	比如GET:/user/info接口
规则	围绕资源设定的规则，包括限流、熔断、系统保护等	比如QPS不超过100
降级	流量过大时，根据规则有策略地拒绝部分请求	超过100 QPS的请求直接拒绝

可以这样理解：资源是保护对象，规则是保护策略，降级是执行结果。

二、资源指标统计相关的类

Sentinel的指标统计是以资源为维度的。先看几个核心类的继承关系：

2.1 ResourceWrapper：资源的抽象表示

ResourceWrapper是对资源的封装，我们可以把它理解为”资源ID”。如果资源是一个接口，那资源名称通常就是接口URL，比如GET:/v1/demo。

public abstract class ResourceWrapper {
    protected final String name;          // 资源名称
    protected final EntryType entryType;  // 流量类型
    protected final int resourceType;     // 资源类型
}

三个字段的含义：

字段	含义	说明
name	资源名称	比如”GET:/v1/demo”
entryType	流量类型	IN=流入（接收请求），OUT=流出（发起请求）
resourceType	资源类型	Web、RPC、网关、数据库等

EntryType：流入还是流出？

EntryType是个枚举，只有两个值：

• IN：流入流量，也就是接收处理请求
• OUT：流出流量，也就是向外发起请求

怎么区分？举个例子：

• 你的服务收到前端的请求 → IN
• 你的服务调用其他服务的接口 → OUT

为什么要区分？因为熔断降级通常是在消费端统计OUT类型的流量——比如调用第三方接口失败率太高，就熔断不再调用。

资源类型有哪些？

Sentinel支持的资源类型：

public final class ResourceTypeConstants {
    public static final int COMMON = 0;           // 默认
    public static final int COMMON_WEB = 1;       // Web应用接口
    public static final int COMMON_RPC = 2;       // Dubbo等RPC接口
    public static final int COMMON_API_GATEWAY = 3; // API网关
    public static final int COMMON_DB_SQL = 4;    // 数据库SQL
}

2.2 Node：统计节点接口

Node是Sentinel中非常核心的接口，它负责持有实时统计的指标数据，对外屏蔽滑动窗口的存在。

简单说就是：Node封装了所有指标统计的读写方法。

Node接口的方法很多，大致可以分为几类：

方法分类	代表方法	说明
查询总数	totalRequest()、totalPass()、totalSuccess()	总请求数、通过数、成功数
查询QPS	passQps()、blockQps()、successQps()	各种QPS指标
查询耗时	avgRt()、minRt()	平均耗时、最小耗时
查询并发	curThreadNum()	当前占用线程数
记录数据	addPassRequest()、addRtAndSuccess()	记录通过、成功、耗时
记录异常/拒绝	increaseBlockQps()、increaseExceptionQps()	记录拒绝和异常
线程计数	increaseThreadNum()、decreaseThreadNum()	并发线程增减

Node有几个重要的实现类：StatisticNode、DefaultNode、ClusterNode、EntranceNode。我们一个个来讲。

2.3 StatisticNode：最基础的统计节点

StatisticNode，顾名思义就是”统计节点”，是Node接口的基础实现类，真正实现了实时指标数据统计。

public class StatisticNode implements Node {
    // 秒级滑动窗口：2个Bucket，每个500毫秒，总共1秒
    private transient volatile Metric rollingCounterInSecond = new ArrayMetric(2, 1000);
    // 分钟级滑动窗口：60个Bucket，每个1秒，总共1分钟
    private transient Metric rollingCounterInMinute = new ArrayMetric(60, 60 * 1000, false);
    // 当前并发线程数
    private LongAdder curThreadNum = new LongAdder();
}

一个StatisticNode里包含了：

组件	作用
秒级滑动窗口	统计实时QPS（默认2个500ms的窗口）
分钟级滑动窗口	保存最近1分钟的历史数据（60个1秒的窗口）
并发线程计数器	统计当前占用的线程数

为什么要两个滑动窗口？因为用途不一样：

• 秒级：用于实时限流判断，对精度要求高
• 分钟级：用于Dashboard展示、熔断判断等，需要更长时间的历史数据

比如：

• 获取当前秒的拒绝QPS → 用秒级窗口
• 获取前一秒的拒绝QPS → 用分钟级窗口
• 获取最小耗时 → 用秒级窗口

记录数据的时候，两个窗口都会同时更新：

@Override
public void addRtAndSuccess(long rt, int successCount) {
    // 秒级滑动窗口
    rollingCounterInSecond.addSuccess(successCount);
    rollingCounterInSecond.addRT(rt);
    // 分钟级滑动窗口
    rollingCounterInMinute.addSuccess(successCount);
    rollingCounterInMinute.addRT(rt);
}

并发线程数有什么用？

StatisticNode里的curThreadNum用于统计当前并发占用的线程数，用来实现信号量隔离。

• 接收到请求 → curThreadNum自增1
• 请求处理完 → curThreadNum自减1

比如Tomcat线程池有200个线程，如果不控制，一个慢接口可能把200个线程都占满，导致其他接口没法处理。通过控制并发线程数（比如最多20个线程处理这个接口），就能避免一个接口拖垮整个应用。

2.4 DefaultNode：资源维度的统计节点

DefaultNode是StatisticNode的子类，它的作用是：将资源ID和StatisticNode绑定在一起，实现以资源为维度的统计。

public class DefaultNode extends StatisticNode {
    private ResourceWrapper id;           // 资源ID
    private volatile Set<Node> childList = new HashSet<>(); // 子节点集合
    private ClusterNode clusterNode;      // 对应的ClusterNode
}

三个字段的含义：

字段	含义	说明
id	资源ID	这个Node统计的是哪个资源
childList	子节点集合	用于构建调用链树
clusterNode	集群节点	该资源对应的全局统计节点

DefaultNode继承了StatisticNode，所以它本身就具备统计能力。加上资源ID，就变成了”某个资源的统计节点”。

一个资源理论上可能有多个DefaultNode，这取决于是否有多个不同的Context（调用上下文）。不过通常情况下，一个资源在同一个Context下只有一个DefaultNode。

2.5 ClusterNode：全局维度的统计节点

ClusterNode用于统计每个资源全局的指标数据——不区分调用链路，一个资源ID只对应一个ClusterNode。

public class ClusterNode extends StatisticNode {
    private final String name;              // 资源名称
    private final int resourceType;         // 资源类型
    // 按调用来源区分的统计数据
    private Map<String, StatisticNode> originCountMap = new HashMap<>();
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
}

重点是originCountMap这个字段：它维护了每个调用来源的统计数据。

什么是调用来源？比如服务A调用服务B，那服务A就是来源。通过originCountMap，Sentinel可以实现按调用来源限流——比如只限制服务A的调用QPS，不限制服务C的。

2.6 EntranceNode：入口节点

EntranceNode是一个特殊的Node，它继承自DefaultNode，用于维护调用树。

public class EntranceNode extends DefaultNode {
    public EntranceNode(ResourceWrapper id, ClusterNode clusterNode) {
        super(id, clusterNode);
    }
}

什么是调用树？从根节点到每个叶子节点，代表不同的请求调用链路。调用链路上经过的每个节点，对应该链路上被Sentinel保护的资源。

举个例子：在Web MVC应用中，Sentinel会统一创建一个名为sentinel_spring_web_context的Context，对应的EntranceNode就是入口。每个接口对应一个DefaultNode，都挂在这个EntranceNode的childList下面。

EntranceNode有个很实用的功能：统计整个应用的总QPS。

@Override
public double totalQps() {
    double r = 0;
    // 遍历所有子节点，把QPS加起来
    for (Node node : getChildList()) {
        r += node.totalQps();
    }
    return r;
}

2.7 各类Node的关系总结

用一张图来梳理一下：

• StatisticNode：基础统计能力，包含秒级和分钟级滑动窗口
• DefaultNode：资源维度的统计，绑定了资源ID，有子节点列表
• ClusterNode：全局维度的统计，还支持按来源统计
• EntranceNode：入口节点，维护调用树，可以统计总QPS

三、Context与Entry：调用链路的上下文

理解了各种Node，接下来要理解Context和Entry。这两个是理解Sentinel工作流程的关键。

3.1 Context：调用链路上下文

Context代表调用链路的上下文，贯穿一次调用链路中的所有Entry。

Context里存了什么？

public class Context {
    private final String name;        // Context名称（入口名称）
    private DefaultNode entranceNode; // 入口节点
    private Entry curEntry;           // 当前Entry
    private String origin = "";       // 调用来源
}

字段	含义	说明
name	Context名称	也就是调用链路入口名称
entranceNode	入口节点	当前调用树的入口节点（EntranceNode）
curEntry	当前Entry	当前正在处理的资源对应的Entry
origin	调用来源	服务消费者的名称或IP

Context是通过ThreadLocal传递的，只在调用链路的入口处创建。也就是说，同一个线程里的多次Sentinel调用，共用同一个Context。

举个实际的例子：

• 服务B是一个MVC应用，同时用了Sentinel的MVC适配和OpenFeign适配
• 服务B收到服务A的请求时，MVC拦截器创建了名为sentinel_spring_web_context的Context
• 服务B调用服务C时，OpenFeign适配器发现当前线程已经有Context了，就直接复用
• 整个调用链路用的是同一个Context

再打个比方：

• 路径一：A.a() → B.b() → C.c()，入口是A.a()，Context名称是”a_context”
• 路径二：D.d() → B.b() → C.c()，入口是D.d()，Context名称是”d_context”

虽然都调用了B.b()和C.c()，但因为入口不同，Context不同，对应的调用链树也是分开的。

3.2 Entry：资源调用的表示

Entry代表一次资源调用。每次调用SphU.entry()都会创建一个Entry。

Entry的抽象类定义：

public abstract class Entry implements AutoCloseable {
    private long createTime;          // 创建时间
    private Node curNode;             // 当前节点（DefaultNode）
    private Node originNode;          // 来源节点
    private Throwable error;          // 异常
    protected ResourceWrapper resourceWrapper; // 资源
}

Entry的具体实现类是CtEntry：

class CtEntry extends Entry {
    protected Entry parent = null;          // 父Entry
    protected Entry child = null;           // 子Entry
    protected ProcessorSlot<Object> chain;  // 当前资源的处理器链
    protected Context context;              // 当前上下文
}

这里有个很重要的设计：父子Entry构成双向链表。

什么意思？比如在一次请求中，多次调用SphU.entry()，每次都会创建一个CtEntry，这些CtEntry通过parent和child指针连起来。

举个例子：

1. 服务B收到服务A的请求，创建ctEntry1（parent为空）
2. 服务B调用服务C，创建ctEntry2（parent=ctEntry1，ctEntry1.child=ctEntry2）

为什么要搞双向链表？因为调用entry.exit()的时候，需要把Context的curEntry还原为上一个Entry。就像栈一样，后进先出。

3.3 ROOT与调用树

Sentinel里有一个全局的根节点：Constants.ROOT，类型是EntranceNode。

整个调用树的结构是这样的：

• 最顶层是ROOT（全局唯一）
• ROOT的子节点是各个入口的EntranceNode
• 每个EntranceNode的子节点是该入口下各个资源的DefaultNode
• 以此类推，形成一棵树

用一张图来表示：

三者的关系：

• Constants.ROOT：全局根节点，所有EntranceNode都挂在它下面
• Context.entranceNode：当前调用链路的入口节点
• Entry.curNode：当前访问的资源节点

四、ProcessorSlot：功能插槽

ProcessorSlot直译是”处理器插槽”，是Sentinel实现各种降级功能的切入点。

Sentinel用了责任链模式，每个ProcessorSlot负责一项功能，多个Slot串成一条链，请求依次经过每个Slot的处理。

ProcessorSlot大致可以分为两类：

4.1 辅助统计的ProcessorSlot

这类Slot主要负责构建节点、统计数据：

Slot名称	作用
NodeSelectorSlot	为当前资源创建DefaultNode，构建调用链树
ClusterBuilderSlot	创建ClusterNode，以及按调用来源的StatisticNode
StatisticSlot	最重要的统计Slot，调用后续Slot后根据结果更新统计数据

4.2 实现降级功能的ProcessorSlot

这类Slot是真正实现降级功能的：

Slot名称	功能
AuthoritySlot	黑白名单限流
SystemSlot	系统自适应限流
FlowSlot	限流降级
DegradeSlot	熔断降级

关于每个ProcessorSlot的具体实现，后面的文章会详细分析。

总结与思考

这篇文章内容比较多，我们来梳理一下整体脉络：

资源相关：

• ResourceWrapper：资源的抽象表示（名称、类型、流入流出）

统计节点相关（Node体系）：

• StatisticNode：基础统计，秒级+分钟级滑动窗口
• DefaultNode：资源维度的统计，有子节点
• ClusterNode：全局统计，支持按来源统计
• EntranceNode：入口节点，可以统计总QPS

调用上下文相关：

• Context：调用链路上下文，ThreadLocal传递
• Entry/CtEntry：资源调用表示，父子Entry构成双向链表
• ROOT：全局根节点，维护调用树

功能插槽相关：

• NodeSelectorSlot、ClusterBuilderSlot、StatisticSlot：辅助统计
• AuthoritySlot、SystemSlot、FlowSlot、DegradeSlot：实现降级功能

几个关键理解点：

1. 为什么需要这么多种Node？ 因为统计的维度不一样。有资源维度、全局维度、调用链路维度、按来源维度。不同维度满足不同的需求。
2. Context和Entry的关系？ Context是整个调用链路的上下文，Entry是链路上每个资源的表示。一个Context里可以有多个Entry，形成双向链表。
3. 调用树有什么用？ 调用树清晰地展示了资源之间的调用关系，可以实现按链路限流、统计入口总QPS等功能。

理解了这些核心概念，下一篇我们就可以来看Sentinel的责任链模式和整体工作流程了。