责任链模式在 Sentinel 中的应用

在前面，我们将 Sentinel 提供的所有 ProcessorSlot 分为两类：一类是负责完成资源指标数据统计的切入点；一类是实现限流、熔断等流量控制功能的切入点。

Sentinel 使用责任链模式将注册的所有 ProcessorSlot 按照一定的顺序串成一个单向链表。

实现资源指标数据统计的 ProcessorSlot 必须在实现流量控制功能的 ProcessorSlot 的前面，原因很简单，限流、熔断降级等都需要依赖资源的实时指标数据做判断。当然，如果 ProcessorSlot 不依赖资源的指标数据，那么这个 ProcessorSlot 的位置就不需要约束。

除按分类排序外，同一个分类下的每个 ProcessorSlot 可能也需要有严格的排序。例如，负责完成资源指标数据统计的 ProcessorSlot 的排序为 NodeSelectorSlot、ClusterBuilderSlot、StatisticSlot，如果排序乱了，就会抛出异常。

ProcessorSlotChain 用于将 ProcessorSlot 串成一个单向链表，并且 ProcessorSlotChain 由 SlotChainBuilder 构造。DefaultSlotChainBuilder 是默认使用的 SlotChainBuilder，其构造的 ProcessorSlotChain 所注册的 ProcessorSlot 及顺序如下：

ProcessorSlot 接口的定义如下：

方法说明如下：

• entry：入口方法。

• fireEntry：调用下一个 ProcessorSlot 的 entry 方法。

• exit：出口方法。

• fireExit：调用下一个 ProcessorSlot 的 exit 方法。

参数说明如下：

• context：当前调用链上下文，即 Context 实例。

• resourceWrapper：资源 ID。

• param：泛型参数，一般用于传递资源的 DefaultNode 实例。

• count：表示申请占用共享资源的数量，只有申请到足够的共享资源时才能继续执行。

• prioritized：表示是否对请求进行优先级排序。

• args：调用方法传递的参数，用于实现热点参数限流。

Sentinel 将需要被保护的资源包装起来，这与锁的实现是一样的，即需要先获取锁才能继续执行。count 与并发编程 AQS 中 tryAcquire 方法的参数作用一样，例如，线程池有 200 个线程，当前方法执行需要申请 3 个线程才能执行，那么 count 就是 3。

count 的值一般为 1，当限流规则配置的限流阈值类型为 Threads 时，表示需要申请一个线程，当限流规则配置的限流阈值类型为 QPS 时，表示需要申请令牌（假设使用令牌桶算法）。

之所以能够将所有的 ProcessorSlot 构造成一个 ProcessorSlotChain，是因为这些 ProcessorSlot 继承了 AbstractLinkedProcessorSlot 类。AbstractLinkedProcessorSlot 类有一个指向下一个 ProcessorSlot 的字段，正是这个字段实现了将所有注册的 ProcessorSlot 串成一条单向链表。AbstractLinkedProcessorSlot 类的部分源码如下：

• next：表示链表中当前节点的下一个节点。

实现责任链调用的方法：由前一个 AbstractLinkedProcessorSlot 实例调用 fireEntry 方法或 fireExit 方法，在 fireEntry 方法与 fireExit 方法中调用下一个 AbstractLinkedProcessorSlot 实例（next）的 entry 方法或 exit 方法。AbstractLinkedProcessorSlot 实例的 fireEntry 方法与 fireExit 方法的实现源码如下：

• fireEntry 方法：如果 next 不为空，则调用下一个 ProcessorSlot 的 entry 方法。

• fireExit 方法：如果 next 不为空，则调用下一个 ProcessorSlot 的 exit 方法。

ProcessorSlotChain 抽象类也继承了 AbstractLinkedProcessorSlot 类，只不过添加了两个方法：将一个 ProcessorSlot 添加到链表头节点的 addFirst 方法，以及将一个 ProcessorSlot 添加到链表末尾的 addLast 方法。

ProcessorSlotChain 抽象类的默认实现子类是 DefaultProcessorSlotChain，DefaultProcessorSlotChain 类定义了一个指向链表头节点的 first 字段和一个指向链表尾节点的 end 字段。其中，first 字段指向的是一个空实现的 AbstractLinkedProcessorSlot 实例。

DefaultProcessorSlotChain 类的源码如下：

• first 字段：指向链表的头节点。

• end 字段：指向链表的尾节点。

• addFirst 方法：在链表头部添加一个节点。

• addLast 方法：在链表尾部添加一个节点。

• entry 方法：调用链表头节点的 entry 方法，由头节点调用下一节点的 entry 方法。

• exit 方法：调用链表头节点的 exit 方法，由头节点调用下一节点的 exit 方法。

责任链模式是非常常用的一种设计模式。在 Shiro 框架中，使用责任链模式实现资源访问权限过滤的骨架（过滤器链）；在 Netty 框架中，使用责任链模式将处理请求的 ChannelHandler 包装为链表，实现局部串行处理请求。

在责任链的实现上，Sentinel 与 Netty 有相似的地方。在 Sentinel 中，ProcessorSlot 实例的 entry 方法是按 ProcessorSlot 实例在链表中的顺序被调用的，这一点与 Netty 中 ChannelHandler 链表的实现相同，不同的是，ProcessorSlot 实例的 exit 方法被调用的顺序是从后往前的。

Netty 可以实现局部串行以解决线程安全问题，即 ChannelHandler 链表只在收到数据包时被创建，在响应数据包后被销毁，而由于 Sentinel 是以资源为维度的，所以必然实现不了这种局部串行。

Sentinel 会为每个资源创建且仅创建一个 ProcessorSlotChain 实例。ProcessorSlotChain 实例被缓存在 CtSph 类的 chainMap 静态字段中，key 为资源 ID，每个资源的 ProcessorSlotChain 实例在 CtSph#entryWithPriority 方法中被创建，代码如下：

• chainMap 字段：缓存 ProcessorSlotChain 实例，key 为资源 ID，value 为 ProcessorSlotChain 实例。

• entryWithPriority 方法：为资源创建 ProcessorSlotChain 实例（如果未创建）、为资源创建 Entry 实例，以及调用 ProcessorSlotChain 实例的 entry 方法。

CtSph 类的 chainMap 静态字段最终会缓存整个应用中所有资源的 ProcessorSlotChain 实例。虽然 chainMap 的 key 类型为 ResourceWrapper，但 ResourceWrapper 的 equals 方法只比较资源的名称，因此一个资源不会存在多个 ProcessorSlotChain 实例。