Spring Cloud -- GateWay

今天药忘吃喽~ 2024-03-25 14:20 42阅读 0赞

1.  ## 为什么需要网关 ##

> 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

提供统一的入口和统一的出口

网关作为流量的入口，常用的功能：路由转发、权限校验、限流

1.  ## 网关对比 ##

*  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。

*  Nginx+lua

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，**性能很强**，问题在于：**无法融入到微服务架构中**

*  Kong

基于Nginx+Lua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。

带有Nginx的性能要远远高于zuul和gateway，但是nginx不支持微服务，所以一般使用zuul和gateway。gateway的性能要高于zuul，所以我们来学习gateway

1.  ## 官网地址 ##

> [https://spring.io/projects/spring-cloud-gateway][https_spring.io_projects_spring-cloud-gateway]  
> [https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/][https_docs.spring.io_spring-cloud-gateway_docs_current_reference_html]

1.  ## 特点 ##

1.性能强劲：是Zuul的1.6倍

2. 功能强大：内置了很多实用的功能，例如转发、监控、限流等

3. 设计优雅，容易扩展

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。

gateway由webFlux+Netty+Reactor实现的响应式的API网关

gateway不能在传统的servlet容器中工作，也不能构建成war包

1.  ## gateway工作流程图： ##

![4506b0d0731d20a12ac63fda96b703b6.png][]

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。

1.  ## **过滤器作用** ##

*  Filter在pre类型的过滤器可以做参数校验、权限校验、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

1.  ## 核心概念 ##

*  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GateWay，GateWay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。

1.  ## spring boot和spring cloud的对应关系 ##

![1ffbab18363089f1305e6f5986b66d14.png][]

1.  ## gateway项目搭建： ##

**引入GateWay一定要删除spring-boot-starter-web依赖，否则会有冲突无法启动（****gateway不能在传统的servlet容器中工作****）**

1.  父项目引入

<dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
        <version>${spring-cloud-gateway-varsion}</version>
        <type>pom</type>
        <scope>import</scope>
    </dependency>

1.  子项目

因为GateWay也需要注册进Nacos，所以也需要Nacos的依赖

<dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
    </dependency>

1.  配置yml

server:
      port: 9999
    spring:
      application:
        name: cloud-gateway-service
      cloud:
        nacos:
          discovery:
            server-addr: localhost:8848
        gateway:
          discovery:
            locator:
              enabled: true #开启注册中心路由功能
          routes:  # 路由
            - id: nacos-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: http://localhost:9001/nacos-provider # 匹配提供服务的路由地址
              predicates: # 断言
                - Path=/msb/** # 断言，路径相匹配进行路由

代码中也可以添加配置（不推荐）

@Configuration
    public class GateWayConfig {
        @Bean
        public RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder routeLocatorBuilder){
            // 构建routes
            RouteLocatorBuilder.Builder routes = routeLocatorBuilder.routes();
            // 具体的路由地址
            routes.route("path_msb",r -> r.path("/msb/**").uri("http://localhost:9001/nacos-provider")).build();
            // 返回所有的理由规则
            return routes.build();
        }
    }

1.  ## 路由 ##

1.  ### 自动路由 ###

gateway自带负载均衡

gateway.discovery.locator.enabled: true ， 开启**自动路由**功能

![6cc8747ed31a6689102f0e52a7e8b10b.png][]

不配置具体的routes，**自动路由时访问需要加serviceName**

localhost:9999/ServiceID/xxx/

### 2. 手动负载均衡（更常用） ###

uri中加**lb**表示负载均衡

routes: # 路由
        - id: nacos-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-provider # 匹配提供服务的路由地址
          predicates: # 断言
            - Path=/msb/**

routes中配置了以后，走routes中的配置，不走gateway.discovery.locator.enabled

1.  ## 断言Predicate ##

当满足条件后才会进行转发，如果是多个，那就是满足所有条件才会转发

### 断言种类 ###

1.  After：匹配在指定日期时间之后发生的请求。

1.  Before：匹配在指定日期之前发生的请求。

1.  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。

1.  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。

1.  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。

1.  Host：匹配当前请求是否来自于设置的主机。

1.  Method：可以设置一个或多个参数，匹配HTTP请求，比如GET、POST

1.  Path：匹配指定路径下的请求，可以是多个，用逗号分隔

1.  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。

1.  RemoteAddr：匹配指定IP或IP段，符合条件转发。

1.  Weight：需要两个参数group和weight（int），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

具体用法：

> [https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/\#gateway-request-predicates-factories][https_docs.spring.io_spring-cloud-gateway_docs_current_reference_html_gateway-request-predicates-factories]

![0355823fc80ce95a0c6f17e8ae74efa9.png][]

自定义Predicate

public class XXXRoutePredicateFactory extends AbstractRoutePredicateFactory<>{}

1.  ## 过滤器Filter ##

路由过滤器允许以某种方式修改传入的 HTTP 请求或传出的 HTTP 响应。路由过滤器的范围是特定的路由。Spring Cloud Gateway 包含许多内置的 GatewayFilter 工厂。

过滤器分为内置过滤器和自定义过滤器

### 内置Filter ###

1.  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）

1.  GateWay本身自带的Filter分为两种： GateWayFilter（单一）、GlobalFilter（全局）

1.  单一的有32种，全局的有9种

1.  官方网址：[https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/\#global-filters][https_docs.spring.io_spring-cloud-gateway_docs_current_reference_html_global-filters]

### 自定义Filter（全局） ###

需要实现两个接口：GlobalFilter、 Ordered

@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
         */
        @Override
        public Mono<Void> 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
         */
        @Override
        public int getOrder() {
            return 0;
        }
    }

### 自定义Filter（局部） ###

public class XXXGatewayFilterFactory extends AbstractNameValueGatewayFilterFactory{}

[https_spring.io_projects_spring-cloud-gateway]: https://spring.io/projects/spring-cloud-gateway
[https_docs.spring.io_spring-cloud-gateway_docs_current_reference_html]: https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/
[4506b0d0731d20a12ac63fda96b703b6.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/9db9d2b88eab46b49bbcbe8135e1d649.png
[1ffbab18363089f1305e6f5986b66d14.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/713eb1583a38412da46027ef92ea693f.png
[6cc8747ed31a6689102f0e52a7e8b10b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/fb17ef40fea04f8aba8e5f9a1fb72be8.png
[https_docs.spring.io_spring-cloud-gateway_docs_current_reference_html_gateway-request-predicates-factories]: https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/#gateway-request-predicates-factories
[0355823fc80ce95a0c6f17e8ae74efa9.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/206342eddee741d3b3ecd6c059797508.png
[https_docs.spring.io_spring-cloud-gateway_docs_current_reference_html_global-filters]: https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/#global-filters