服务网关之Spring Cloud Gateway

创始人

2024-04-14 15:20:54

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一、网关简介

大家都知道在微服务架构中，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。

这样的架构，会存在着诸多的问题：

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，每个服务都需要独立认证。
存在跨域请求，在一定场景下处理相对复杂。

上面的这些问题可以借助API网关来解决。
所谓的API网关，就是指系统的统一入口，它封装了应用程序的内部结构，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、路由转发等等。
添加上API网关之后，系统的架构图变成了如下所示：

在这里插入图片描述
我们也可以观察下，我们现在的整体架构图：

在业界比较流行的网关，有下面这些：

Ngnix+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
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。
Zuul Netflix开源的网关，功能丰富，使用JAVA开发，易于二次开发问题：缺乏管控，无法动态配
置；依赖组件较多；处理Http请求依赖的是Web容器，性能不如Nginx
Spring Cloud Gateway
Spring公司为了替换Zuul而开发的网关服务，将在下面具体介绍。

注意：SpringCloud alibaba技术栈中并没有提供自己的网关，我们可以采用Spring Cloud Gateway
来做网关

二、Gateway简介

Spring Cloud Gateway是Spring公司基于Spring 5.0，Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等技术
开发的网关，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。

优点：

性能强劲：是第一代网关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

缺点：

其实现依赖Netty与WebFlux，不是传统的Servlet编程模型，学习成本高
不能将其部署在Tomcat、Jetty等Servlet容器里，只能打成jar包执行
需要Spring Boot 2.0及以上的版本，才支持

三、Gateway快速入门

1、基础版

第1步：创建一个api-gateway 的模块,导入相关依赖


spcloud-shopcom.xnx1.0-SNAPSHOT4.0.0api-gatewayorg.springframework.cloudspring-cloud-starter-gatewaycom.alibaba.cloudspring-cloud-starter-alibaba-nacos-discoveryorg.projectlomboklombokorg.apache.commonscommons-lang33.7

第2步: 添加配置文件

server:port: 7000
spring:application:name: api-gatewaycloud:gateway:routes: # 路由数组[路由 就是指定当请求满足什么条件的时候转到哪个微服务]- id: product_route # 当前路由的标识, 要求唯一uri: http://localhost:8080/ # 请求要转发到的地址order: 1 # 路由的优先级,数字越小级别越高predicates: # 断言(就是路由转发要满足的条件)- Path=/product-serv/** # 当请求路径满足Path指定的规则时,才进行路由转发filters: # 过滤器,请求在传递过程中可以通过过滤器对其进行一定的修改- StripPrefix=1 # 转发之前去掉1层路径

未经过网关商品微服务访问地址：http://localhost:8080/product/get/1
经过网关商品微服务访问地址：http://localhost:7000/product-serv/product/get/1

第3步: 启动项目, 并通过网关去访问微服务
在这里插入图片描述

2、增强版

现在在配置文件中写死了转发路径的地址, 前面我们已经分析过地址写死带来的问题, 接下来我们从
注册中心获取此地址。

第1步：加入nacos依赖


com.alibaba.cloudspring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery

第2步：在主类上添加注解

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

第3步：修改配置文件

server:port: 7000
spring:application:name: api-gatewaycloud:nacos:discovery:server-addr: 127.0.0.1:8848gateway:routes:- id: product_routeuri: lb://shop-product # lb指的是从nacos中按照名称获取微服务,并遵循负载均衡策略 Loadbalancepredicates:- Path=/product-serv/**filters:- StripPrefix=1

第4步:测试
在这里插入图片描述

3、简写版

第1步: 去掉关于路由的配置

server:port: 7000
spring:application:name: api-gatewaycloud:nacos:discovery:server-addr: 127.0.0.1:8848gateway:discovery:locator:enabled: true # 让gateway可以发现nacos中的微服务

第2步: 启动项目，并通过网关去访问微服务
在这里插入图片描述

四、Gateway核心架构

1、基本概念

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，路由标识符，区别于其他 Route。
uri，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。

2、执行流程

在这里插入图片描述

执行流程大体如下：

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
RoutePredicateHandlerMapping
RoutePredicateHandlerMapping负责路由查找，并根据路由断言判断路由是否可用
如果过断言成功，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

五、断言

1、内置路由断言工厂

SpringCloud Gateway包括许多内置的断言工厂，所有这些断言都与HTTP请求的不同属性匹配。
接下来我们验证几个内置断言的使用:

server:port: 7000
spring:application:name: api-gatewaycloud:nacos:discovery:server-addr: 127.0.0.1:8848gateway:discovery:locator:enabled: true # 让gateway可以发现nacos中的微服务routes:- id: product_routeuri: lb://shop-product # lb指的是从nacos中按照名称获取微服务,并遵循负载均衡策略predicates: #添加了触发路由跳转的条件- Path=/product-serv/**- Query=name,zk.- Method=POST #限制请求方式为POSTfilters:- StripPrefix=1

需要同时满足断言的三个条件才不会报错
在这里插入图片描述

2、自定义路由断言工厂

我们来设定一个场景: 假设我们的应用仅仅让age在(min,max)之间的人来访问。
第1步：在配置文件中,添加一个Age的断言配置

server:port: 7000
spring:application:name: api-gatewaycloud:nacos:discovery:server-addr: 127.0.0.1:8848gateway:discovery:locator:enabled: true # 让gateway可以发现nacos中的微服务routes:- id: product_routeuri: lb://shop-product # lb指的是从nacos中按照名称获取微服务,并遵循负载均衡策略predicates:- Path=/product-serv/**- Age=18,60filters:- StripPrefix=1

第2步：自定义一个断言工厂, 实现断言方法
下面方法使用的是jdk8
可以查看自己所使用的四否是jdk8
在这里插入图片描述
若如不是，则可以在父工程中的pom依赖中加入bulid，如下是我所使用的pom依赖


4.0.0com.xnxspcloud-shop1.0-SNAPSHOTshop-commonshop-ordershop-productshop-userapi-gatewaypom1.8UTF-8UTF-82.3.2.RELEASEHoxton.SR92.2.6.RELEASEorg.springframework.bootspring-boot-dependencies${spring-boot.version}pomimportorg.springframework.cloudspring-cloud-dependencies${spring-cloud.version}pomimportcom.alibaba.cloudspring-cloud-alibaba-dependencies${spring-cloud-alibaba.version}pomimportorg.apache.maven.pluginsmaven-compiler-plugin88

package com.xnx.apigateway.predicates;import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.AbstractRoutePredicateFactory;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;//这是一个自定义的路由断言工厂类,要求有两个
//1 名字必须是 配置+RoutePredicateFactory
//2 必须继承AbstractRoutePredicateFactory<配置类>
@Component
public class AgeRoutePredicateFactory extends AbstractRoutePredicateFactory {public AgeRoutePredicateFactory() {super(AgeRoutePredicateFactory.Config.class);}//用于从配置文件中获取参数值赋值到配置类中的属性上@Overridepublic List shortcutFieldOrder() {//这里的顺序要跟配置文件中的参数顺序一致return Arrays.asList("minAge", "maxAge");}//断言@Overridepublic Predicate apply(AgeRoutePredicateFactory.Configconfig) {return new Predicate() {@Overridepublic boolean test(ServerWebExchange serverWebExchange) {//从serverWebExchange获取传入的参数String ageStr =serverWebExchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("age");if (StringUtils.isNotEmpty(ageStr)) {int age = Integer.parseInt(ageStr);return age > config.getMinAge() && age < config.getMaxAge();}else{return false;}
//                return true;}};}//配置类,用于接收配置文件中的对应参数@Data@NoArgsConstructorpublic static class Config {private int minAge;//18private int maxAge;//60}
}

第4步：启动测试