API网关服务Zuul - Spring Cloud系列(五)

港控/mmm° 2022-03-21 07:30 252阅读 0赞

本文章基于spring-boot-starter-parent 2.0.6RELEASE，spring-cloud-dependencies Finchley.SR2。

### Zuul是什么 ###

Spring Cloud Zuul是基于Netflix Zuul实现的API网关组件，包含了对请求的路由和过滤两个做最主要的功能。其中路由功能负责将请求转发到具体的微服务实例上，是实现外部访问统一入口的基础，而过滤器功能则负责对请求的处理过程进行干预，是实现请求校验、服务聚合等动能的基础。

Zuul通过和Eureka进行整合，将Zuul自身注册为Eureka服务治理下的应用功能，同时从Eureka中获去其它微服务的实例信息。这样的设计将服务实例的维护工作交给了服务治理框架自动完成，而对于路由规则的维护，Zuul默认会将通过以服务名为ContextPath的方式来创建路由映射，大大减少了运维工作。

### API网关基本功能 ###

*  单点入口
 *  路由转发
 *  限流熔断
 *  日志监控
 *  安全认证

### Zuul使用 ###

**创建一个Spring Boot工程，命名为zuul**

**第一步：引入zuul和eureka依赖**

<dependency>
    	<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    	<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
    	<version>2.0.2.RELEASE</version>
    </dependency>
    <dependency>
    	<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    	<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-zuul</artifactId>
    	<version>2.0.2.RELEASE</version>
    </dependency>

**第二步：创建启动类，并使用`@EnableZuulProxy`注解开启Zuul的API网关服务功能**

@SpringBootApplication
    @EnableZuulProxy
    public class AppZuul {
        public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run(AppZuul.class);
        }
    }

**第三步：application.yml中配置Zuul应用的相关信息**

server:
      port: 9000
    
    eureka:
      client:
        serviceUrl:
          defaultZone: http://localhost:8081/eureka
      instance:
        instance-id: zuul-1 #此实例注册到eureka服务端的唯一的实例ID
        prefer-ip-address: true #是否显示IP地址
    
    spring:
      application:
        name: zuul #此实例注册到eureka服务端的name
    
    zuul:
      routes:
        myorder:
          serviceId: order-micro
          path: /order/**

完成上面的工作后，通过Zuul+eureka实现的网关服务就构建完成了。为了演示请求路由功能，我们借用之前文章中搭建起来的Eurek和Order工程。

启动Eureka、Order以及Zuul工程，进入Eurek信息面板中可以看到Zuul作为一个服务注册进来了。  
![eurek-zuul][]  
在上面的application.yml配置文件中，我们看到了关于zuul路由的配置

zuul:
      routes:
        myorder:
          serviceId: order-micro
          path: /order/**

其中`myorder`是我们定义的路由规则的名称，`path`指定路由路径，所有请求url满足`/order/**`规则的都会被路由到`serviceId`指定的服务上。`order-micro`是Eureka中注册的服务名。

> 注意：路由规则中，/ \*\*代表是所有层级， / \* 是代表一层，?匹配任意单个字符

浏览器访问`http://localhost:9000/order/getOrder.do`（通过网关访问路径，Order服务真实的访问路径为`http://localhost:7000/getOrder.do`），会发现请求被正确路由了。  
![zuul路由order][zuul_order]  
**禁用微服务名调用**

浏览器访问：`http://localhost:9000/order-micro/getOrder.do`，我们发现通过**服务名**也能够访问服务，把微服务名称暴露出去，这是不合理也不安全的，所以我们一般会禁用微服务名方式的调用。

applicaion.yml中加入配置`ignored-services: user-micro`即可禁用某个通过微服务名调用的方式。如果配置成`ignored-services: "*"`，代表禁用所有。

**配置样式如下：**

zuul:  
      ignored-services: "*"

**增加路由前缀**  
定义接口名称一般都需要一定的规范，譬如调用微服务的API URl前缀需要加上"/api"，对于这种情况只需要增加一条配置`zuul.pefix=/api`。如果"/api"会出现在路由后的IP地址中怎么办呢？只需要在增加一条配置`zuul.strip-prefix=false`即可。

**配置样式如下：**

zuul:
      pefix: /api 
      strip-prefix: false

### 请求过滤 ###

过滤器(Filter)可以说是Zuul实现API网关功能最为核心的组件，Zuul中的大部分功能都是通过过滤器来实现的。 每一个进入Zuul的HTTP请求都会经过一系列的过滤器处理链得到请求相应并返回给客户端。

Zuul重定义了4中标准过滤器类型，这些过滤器类型对应于请求的典型生命周期。

*  **PRE:** 请求被路由到源服务器之前调用
    
     *  认证
     *  选路由
     *  日志
 *  **ROUTING:** 处理将请求发送到源服务器的过滤器
 *  **POST:** 在响应从源服务器返回时被调用
    
     *  对响应增加HTTP头
     *  收集统计和度量
     *  将响应以流的方式发送回客户端
 *  **ERROR:** 在上述阶段中出现错误时被调用

下面我们通过编写一个日志过滤器LogFilter，在请求被路由之前记录下请求的相关信息。实现方法很简单，只需继承ZuulFilter抽象类并实现其中的方法：

@Component
    public class LogFilter extends ZuulFilter {
        @Override
        public String filterType() {
        	// pre
            return FilterConstants.ROUTE_TYPE;
        }
    
        @Override
        public int filterOrder() {
      	    // PreDecorationFilter，执行顺序是5，是pre阶段最后被执行的过滤器
            return FilterConstants.PRE_DECORATION_FILTER_ORDER;
        }
    
        @Override
        public boolean shouldFilter() {
            return true;
        }
    
        @Override
        public Object run() throws ZuulException {
            RequestContext currentContext = RequestContext.getCurrentContext();
            HttpServletRequest request = currentContext.getRequest();
            String remoteAddr = request.getRemoteAddr();
            String routeAddr = currentContext.get(FilterConstants.REQUEST_URI_KEY).toString();
            System.out.println("访问地址：" + request.getRequestURI() + "路由后的地址：" + routeAddr);
            return null;
        }
    }

重新运行Zuul工程，访问`http://localhost:9000//getOrder.do`，查看下控制台，可看到打印信息：  
![logfilter][]  
在上面的代码中，我们通过集成ZuulFilter抽象类并重写了下面4个方法，这四个方法分别定义了如下内容：

*  **filterType:** 过滤器的类型，有pre、route、post、error等几种取值，它决定过滤器在请求的哪个生命周期中执行。
 *  **filterOrder:** 返回一个int值来指定过滤器的执行顺序，不同的过滤器允许返回相同的数字。
 *  **shouldFilter:** 返回一个boolean值来判断该过滤器是否要执行，ture表示执行。
 *  **run:** 过滤器的具体逻辑

Spring Cloud Zuul默认为Zuul编写了一些过滤器，这些过滤器默认都是启用状态的（包括我们自己编写的），如果不想使用了，如何禁用呢？  
配置格式：`zuul.<SimpleClassName>.<filterType>.disable=true`，比如禁用我们上面写的过滤器`zuul.LogFilter.pre.disable=true`。

### Hystrix与Ribbon支持 ###

Zuul默认是整合了Hystrix和Ribbon的，所以Zuul天生就拥有线程隔离和断路器的自我保护功能，以及对服调用的客户端负载均衡功能。我们可以通过Hystrix和Ribbon的参数来调整路由请求的各种超时时间配置。

启动Eureka、zuul以及[客户端负载均衡Ribbon][Ribbon]文章中使用的两个Order工程，可以发现Zuul默认开启了Ribbon负载均衡。  
![zuul1][]  
![zuul2][]

**下面来看下Zuul如何使用功能Hystrix中的降级回退：**  
停掉上面启动的两个Order工程，只启动Zuul和Eureka，浏览器访问`http://localhost:9000/order/getOrder.do`会发现返回报错页面，这肯定是不友好的。  
![未降级][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h6eWdjcw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
**现在我们来实现Hystrix中的降级回退，继承FallbackProvider类然后重写里面的方法：**

@Component
    public class MyFallbackProvider implements FallbackProvider {
        @Override
        public String getRoute() {
            // 指定为哪个微服务提供回退(微服务名 写*代表所有微服务)
            return "order-micro";
        }
    
        @Override
        public ClientHttpResponse fallbackResponse(String route, Throwable cause) {
            if (cause instanceof HystrixTimeoutException) {
                return response(HttpStatus.GATEWAY_TIMEOUT);
            } else {
                return response(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR);
            }
        }
    
        private ClientHttpResponse response(final HttpStatus status) {
            // 这里返回一个ClientHttpResponse对象并实现其中的方法
            return new ClientHttpResponse() {
                @Override
                public HttpStatus getStatusCode() throws IOException {
                    return status;
                }
    
                @Override
                public int getRawStatusCode() throws IOException {
                    // 返回status的code 比如 404，500等
                    return status.value();
                }
    
                @Override
                public String getStatusText() throws IOException {
                    // 返回一个HttpStatus对象的reasonPhrase信息
                    return status.getReasonPhrase();
                }
    
                @Override
                public void close() {
                    //降级信息全部响应完了之后调用的方法
                }
    
                @Override
                public InputStream getBody() throws IOException {
                    // 把降级信息响应回前端
                    return new ByteArrayInputStream("Zuul降级信息".getBytes());
                }
    
                @Override
                public HttpHeaders getHeaders() {
                    // 需要对响应报头设置的话可以在此设置
                    HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
                    headers.setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON);
                    return headers;
                }
            };
        }
    }

再次访问`http://localhost:9000/order/getOrder.do`发现服务被正确降级了  
![zuul降级][zuul]  
**参考资料**  
[Providing Hystrix Fallbacks For Routes][]

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\------------本文结束感谢您的阅读------------

[eurek-zuul]: /images/20220321/e8443cb799f948ada6a49894f8566de2.png
[zuul_order]: /images/20220321/f92c3015388042709882133009df0787.png
[logfilter]: /images/20220321/cfcff5e6e981428fb4d71385773b0f8a.png
[Ribbon]: https://blog.csdn.net/hzygcs/article/details/86565606
[zuul1]: /images/20220321/e407370efd8e4e0ea309644334176412.png
[zuul2]: /images/20220321/d8258f665a0941bfa04b3920af54a6e5.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h6eWdjcw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220321/271b1208cb154f0fa4b6f0030d585766.png
[zuul]: /images/20220321/8321008f80564abf8cc43fd8a2e49888.png
[Providing Hystrix Fallbacks For Routes]: https://cloud.spring.io/spring-cloud-static/Finchley.SR2/single/spring-cloud.html#hystrix-fallbacks-for-routes