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在微服务架构中一个系统会被拆分为很多个微服务。那么作为客户端要如何去调用这么多的微服务呢如果没有网关的存在我们只能在客户端记录每个微服务的地址然后分别去调用。这样的话会产生很多问题例如
客户端多次请求不同的微服务增加客户端代码或配置编写的复杂性认证复杂每个微服务都有独立认证存在跨域请求在一定场景下处理相对复杂 为解决上面的问题所以引入了网关的概念所谓的API网关就是指系统的统一入口提供内部服务的路由中转为客户端提供统一服务一些与业务本身功能无关的公共逻辑可以在这里实现诸如认证、鉴权、监控、路由转发等
1.1 网关的分类
Zuul 1.x Netflix开源的网关基于Servlet框架构建功能丰富使用JAVA开发易于二次开发 问题即一个线程处理一次连接请求这种方式在内部延迟严重、设备故障较多情况下会引起存活的连接增多和线程增加的情况发生。Zuul 2.x Zuul2 采用了Netty实现异步非阻塞编程模型每个 CPU 核一个线程处理所有的请求和响应请求和响应的生命周期是通过事件和回调来处理的这种方式减少了线程数量因此开销较小。GateWay Spring公司为了替换Zuul而开发的网关服务底层为Netty将在下面具体介绍。Nginxlua 使用nginx的反向代理和负载均衡可实现对api服务器的负载均衡及高可用lua是一种脚本语言,可以来编写一些简单的逻辑, nginx支持lua脚本问题在于无法融入到微服务架构中Kong 基于NginxLua开发性能高稳定有多个可用的插件(限流、鉴权等等)可以开箱即用。 问题只支持Http协议二次开发自由扩展困难提供管理API缺乏更易用的管控、配置方式。
1.2 gateway
Spring Cloud Gateway 基于Spring Boot 2.x、Spring WebFlux和Project Reactor它旨在为微服务架构提供一种简单有效的统一的 API 路由管理方式。它的目标是替代Netflix Zuul其不仅提供统一的路由方式并且基于 Filter 链的方式提供了网关基本的功能例如安全监控和限流。基于Webflux中的reactor-netty响应式编程组件底层使用了Netty通讯框架 特点
性能强劲是Zuul的1.6倍功能强大内置了很多实用的功能例如转发、监控、限流等设计优雅容易扩展
1.2.1 基本理解
路由(Route) 是 gateway 中最基本的组件之一表示一个具体的路由信息载体。主要定义了下面的几个信息:
id路由标识、区别于其他routeuri路由指向的目的地uri即客户端请求最终被转发到的微服务order用于多个route之间的排序数值越小排序越靠前匹配优先级越高predicate断言的作用是进行条件判断只有断言都返回真才会真正的执行路由filter过滤器用于修改请求和响应信息
1.2.2 执行流程
Gateway Client向Gateway Server发送请求请求首先会被HttpWebHandlerAdapter进行提取组装成网关上下文然后网关的上下文会传递到DispatcherHandler它负责将请求分发给RoutePredicateHandlerMappingRoutePredicateHandlerMapping负责路由查找并根据路由断言判断路由是否可用如果断言成功由FilteringWebHandler创建过滤器链并调用请求会一次经过PreFilter–微服务–PostFilter的方法最终返回响应
1.2.3 核心流程解读 客户端向 Spring Cloud Gateway 发出请求。如果Gateway Handler Mapping确定请求与路由匹配则将其发送到Gateway Web Handler 处理程序。此处理程序通过特定于请求的Fliter链运行请求。Fliter被虚线分隔的原因是Fliter可以在发送代理请求之前pre和之后post运行逻辑。执行所有pre过滤器逻辑。然后进行代理请求。发出代理请求后将运行“post”过滤器逻辑。
过滤器作用
Filter在pre类型的过滤器可以做参数效验、权限效验、流量监控、日志输出、协议转换等。Filter在post类型的过滤器可以做响应内容、响应头的修改、日志输出、流量监控等这两种类型的过滤器有着非常重要的作用
核心点
Route路由 路由是构建网关的基础模块它由ID目标URI包括一些列的断言和过滤器组成如果断言为true则匹配该路由Predicate断言 参考的是Java8的java.util.function.Predicate开发人员可以匹配HTTP请求中的所有内容例如请求头或请求参数请求与断言匹配则进行路由Filter过滤 指的是Spring框架中GateWayFilter的实例使用过滤器可以在请求被路由前或者之后对请求进行修改。三个核心点连起来 当用户发出请求到达GateWayGateWay会通过一些匹配条件定位到真正的服务节点并在这个转发过程前后进行一些及细化控制。其中Predicate就是我们匹配的条件而Filter可以理解为一个拦截器有了这两个点再加上目标URI就可以实现一个具体的路由了。
GateWay核心的流程就是路由转发执行过滤器链
二、 网关搭建
2.1 创建一个子模块。端口为9999 版本对应地址https://spring.io/projects/spring-cloud
2.2 引入依赖
因为gateway是Spring cloud的我们需要在父工程引入spring cloud的依赖
!--spring cloud Hoxton.SR12--
dependencygroupIdorg.springframework.cloud/groupIdartifactIdspring-cloud-dependencies/artifactIdversion${spring-cloud-gateway-varsion}/versiontypepom/typescopeimport/scope
/dependency在我们的9999网关服务引入nacos和geteway依赖
dependency groupIdcom.alibaba.cloud/groupId artifactIdspring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery/artifactId
/dependency
dependency groupIdorg.springframework.cloud/groupId artifactIdspring-cloud-starter-gateway/artifactId
/dependency配置yaml文件
server: port: 9999
spring: application: name: cloud-getway-service cloud: nacos: discovery: server-addr: localhost:8848 gateway: discovery: locator: enabled: true #开启从注册中心动态创建路由的功能利用微服务名进行路由 routes: - id: nacos-payment-provider uri: http://localhost:9001/nacos-payment-provider predicates: - Path/test/**启动Nacos服务9999网关服务9001服务通过浏览器访问其他服务效果如下
2.3 网关配置路由的第二种方式
我们可以通过代码来配置网关 新建配置类交由Spring管理
Configuration
public class TestGetWayConfig { Bean public RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) { return builder.routes() .route(nacos-payment-provider, r - r.path(/test/**).uri(http://localhost:9001/nacos-payment-provider)) .route(nacos-payment-provider2, r - r.path(/**).uri(http://localhost:9002/nacos-payment-provider2)) .build(); }
}正常访问浏览器即可。
三、配置动态路由
gateway.discovery.locator.enabled: true 开启自动路由功能routes中的uri其实最后是不需要服务名称的这个位置其实只需要指定的localhost:9001即可 自动路由规则discovery.locator.enabled: true 这个配置默认为false但是如果为true就是开启了通过serviceId转发到具体的服务实例。localhost:9999/ServiceID/test/geteway开启了自动路由后自带负载均衡功能
手动配置负载均衡 uri: lb
server:port: 9999
spring:application:name: cloud-gateway-9999cloud:nacos:discovery:server-addr: localhost:8848gateway:discovery:locator:enabled: true #开启自动路由功能(此时可以关闭)routes: # 路由- id: nacos-payment-provider #路由ID没有固定要求但是要保证唯一建议配合服务名uri: lb://nacos-payment-provider # 匹配提供服务的路由地址predicates: # 断言- Path/test/** 四、断言Predicate
4.1 断言种类
After匹配在指定日期时间之后发生的请求。Before匹配在指定日期之前发生的请求。Between需要指定两个日期参数设定一个时间区间匹配此时间区间内的请求。Cookie需要指定两个参数分别为name和regexp正则表达式也可以理解Key和Value匹配具有给定名称且其值与正则表达式匹配的Cookie。Header需要两个参数header和regexp正则表达式也可以理解为Key和Value匹配请求携带信息。Host匹配当前请求是否来自于设置的主机。Method可以设置一个或多个参数匹配HTTP请求比如GET、POSTPath匹配指定路径下的请求可以是多个用逗号分隔Query需要指定一个或者多个参数一个必须参数和一个可选的正则表达式匹配请求中是否包含第一个参数如果有两个参数则匹配请求中第一个参数的值是否符合正则表达式。RemoteAddr匹配指定IP或IP段符合条件转发。Weight需要两个参数group和weightint实现了路由权重功能按照路由权重选择同一个分组中的路由
参考Spring官网案例
https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/#gateway-request-predicates-factories
五、Filter 过滤器
5.1 内置Filter
GateWay内置的Filter生命周期为两种pre业务逻辑之前、post业务逻辑之后GateWay本身自带的Filter分为两种 GateWayFilter单一、GlobalFilter全局单一的有32种全局的有9官方网址https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/#global-filters
5.2 自定义Filter
工作中最常用的就是自定义顾虑器
我们需要创建一个自定义过滤器类实现Ordered, GlobalFilter Component
Slf4j
public class MyFilter implements Ordered, GlobalFilter {/*** param exchange 可以拿到对应的request和response* param chain 过滤器链* return 是否放行*/Overridepublic MonoVoid filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {String username exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst(username);log.info(*************MyFilter:new Date());if(username null){log.info(**********用户名为null非法用户请求被拒绝);//如果username为空返回状态码为406不可接受的请求exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.NOT_ACCEPTABLE);return exchange.getResponse().setComplete();}return chain.filter(exchange);}/*** 加载过滤器的顺序* return 整数数字越小优先级越高*/Overridepublic int getOrder() {return 0;}
}
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