springcloud(十一)：服务网关Zuul高级篇
上篇文章主要介绍了Zuul网关使用模式，以及自动转发机制，但其实Zuul还有更多的应用场景，比如：鉴权、流量转发、请求统计等等，这些功能都可以使用Zuul来实现。
Zuul的核心
Filter是Zuul的核心，用来实现对外服务的控制。Filter的生命周期有4个，分别是“PRE”、“ROUTING”、“POST”、“ERROR”，整个生命周期可以用下图来表示。
Zuul大部分功能都是通过过滤器来实现的，这些过滤器类型对应于请求的典型生命周期。
- PRE： 这种过滤器在请求被路由之前调用。我们可利用这种过滤器实现身份验证、在集群中选择请求的微服务、记录调试信息等。
- ROUTING：这种过滤器将请求路由到微服务。这种过滤器用于构建发送给微服务的请求，并使用Apache HttpClient或Netfilx Ribbon请求微服务。
- POST：这种过滤器在路由到微服务以后执行。这种过滤器可用来为响应添加标准的HTTP Header、收集统计信息和指标、将响应从微服务发送给客户端等。
- ERROR：在其他阶段发生错误时执行该过滤器。 除了默认的过滤器类型，Zuul还允许我们创建自定义的过滤器类型。例如，我们可以定制一种STATIC类型的过滤器，直接在Zuul中生成响应，而不将请求转发到后端的微服务。
Zuul中默认实现的Filter
| 类型 | 顺序 | 过滤器 | 功能 |
|---|---|---|---|
| pre | -3 | ServletDetectionFilter | 标记处理Servlet的类型 |
| pre | -2 | Servlet30WrapperFilter | 包装HttpServletRequest请求 |
| pre | -1 | FormBodyWrapperFilter | 包装请求体 |
| route | 1 | DebugFilter | 标记调试标志 |
| route | 5 | PreDecorationFilter | 处理请求上下文供后续使用 |
| route | 10 | RibbonRoutingFilter | serviceId请求转发 |
| route | 100 | SimpleHostRoutingFilter | url请求转发 |
| route | 500 | SendForwardFilter | forward请求转发 |
| post | 0 | SendErrorFilter | 处理有错误的请求响应 |
| post | 1000 | SendResponseFilter | 处理正常的请求响应 |
禁用指定的Filter
可以在application.yml中配置需要禁用的filter，格式：
zuul:
FormBodyWrapperFilter:
pre:
disable: true
自定义Filter
实现自定义Filter，需要继承ZuulFilter的类，并覆盖其中的4个方法。
public class MyFilter extends ZuulFilter {
@Override
String filterType() {
return "pre"; //定义filter的类型，有pre、route、post、error四种
}
@Override
int filterOrder() {
return 10; //定义filter的顺序，数字越小表示顺序越高，越先执行
}
@Override
boolean shouldFilter() {
return true; //表示是否需要执行该filter，true表示执行，false表示不执行
}
@Override
Object run() {
return null; //filter需要执行的具体操作
}
}
自定义Filter示例
我们假设有这样一个场景，因为服务网关应对的是外部的所有请求，为了避免产生安全隐患，我们需要对请求做一定的限制，比如请求中含有Token便让请求继续往下走，如果请求不带Token就直接返回并给出提示。
首先自定义一个Filter，在run()方法中验证参数是否含有Token。
public class TokenFilter extends ZuulFilter {
private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(TokenFilter.class);
@Override
public String filterType() {
return "pre"; // 可以在请求被路由之前调用
}
@Override
public int filterOrder() {
return 0; // filter执行顺序，通过数字指定 ,优先级为0，数字越大，优先级越低
}
@Override
public boolean shouldFilter() {
return true;// 是否执行该过滤器，此处为true，说明需要过滤
}
@Override
public Object run() {
RequestContext ctx = RequestContext.getCurrentContext();
HttpServletRequest request = ctx.getRequest();
logger.info("--->>> TokenFilter {},{}", request.getMethod(), request.getRequestURL().toString());
String token = request.getParameter("token");// 获取请求的参数
if (StringUtils.isNotBlank(token)) {
ctx.setSendZuulResponse(true); //对请求进行路由
ctx.setResponseStatusCode(200);
ctx.set("isSuccess", true);
return null;
} else {
ctx.setSendZuulResponse(false); //不对其进行路由
ctx.setResponseStatusCode(400);
ctx.setResponseBody("token is empty");
ctx.set("isSuccess", false);
return null;
}
}
}
将TokenFilter加入到请求拦截队列，在启动类中添加以下代码：
@Bean
public TokenFilter tokenFilter() {
return new TokenFilter();
}
这样就将我们自定义好的Filter加入到了请求拦截中。
测试
我们依次启动示例项目：spring-cloud-eureka、spring-cloud-producer、spring-cloud-zuul，这个三个项目均为上一篇示例项目，spring-cloud-zuul稍微进行改造。
访问地址：http://localhost:8888/spring-cloud-producer/hello?name=neo，返回：token is empty ，请求被拦截返回。
访问地址：http://localhost:8888/spring-cloud-producer/hello?name=neo&token=xx，返回：hello neo，this is first messge，说明请求正常响应。
通过上面这例子我们可以看出，我们可以使用“PRE”类型的Filter做很多的验证工作，在实际使用中我们可以结合shiro、oauth2.0等技术去做鉴权、验证。
路由熔断
当我们的后端服务出现异常的时候，我们不希望将异常抛出给最外层，期望服务可以自动进行一降级。Zuul给我们提供了这样的支持。当某个服务出现异常时，直接返回我们预设的信息。
我们通过自定义的fallback方法，并且将其指定给某个route来实现该route访问出问题的熔断处理。主要继承ZuulFallbackProvider接口来实现，ZuulFallbackProvider默认有两个方法，一个用来指明熔断拦截哪个服务，一个定制返回内容。
public interface ZuulFallbackProvider {
/**
* The route this fallback will be used for.
* @return The route the fallback will be used for.
*/
public String getRoute();
/**
* Provides a fallback response.
* @return The fallback response.
*/
public ClientHttpResponse fallbackResponse();
}
实现类通过实现getRoute方法，告诉Zuul它是负责哪个route定义的熔断。而fallbackResponse方法则是告诉 Zuul 断路出现时，它会提供一个什么返回值来处理请求。
后来Spring又扩展了此类，丰富了返回方式，在返回的内容中添加了异常信息，因此最新版本建议直接继承类FallbackProvider 。
我们以上面的spring-cloud-producer服务为例，定制它的熔断返回内容。
@Component
public class ProducerFallback implements FallbackProvider {
private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(FallbackProvider.class);
//指定要处理的 service。
@Override
public String getRoute() {
return "spring-cloud-producer";
}
public ClientHttpResponse fallbackResponse() {
return new ClientHttpResponse() {
@Override
public HttpStatus getStatusCode() throws IOException {
return HttpStatus.OK;
}
@Override
public int getRawStatusCode() throws IOException {
return 200;
}
@Override
public String getStatusText() throws IOException {
return "OK";
}
@Override
public void close() {
}
@Override
public InputStream getBody() throws IOException {
return new ByteArrayInputStream("The service is unavailable.".getBytes());
}
@Override
public HttpHeaders getHeaders() {
HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
headers.setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON);
return headers;
}
};
}
@Override
public ClientHttpResponse fallbackResponse(Throwable cause) {
if (cause != null && cause.getCause() != null) {
String reason = cause.getCause().getMessage();
logger.info("Excption {}",reason);
}
return fallbackResponse();
}
}
当服务出现异常时，打印相关异常信息，并返回”The service is unavailable.”。
启动项目spring-cloud-producer-2，这时候服务中心会有两个spring-cloud-producer项目，我们重启Zuul项目。再手动关闭spring-cloud-producer-2项目，多次访问地址：http://localhost:8888/spring-cloud-producer/hello?name=neo&token=xx，会交替返回：
hello neo，this is first messge
The service is unavailable.
...
根据返回结果可以看出：spring-cloud-producer-2项目已经启用了熔断，返回:The service is unavailable.
Zuul 目前只支持服务级别的熔断，不支持具体到某个URL进行熔断。
路由重试
有时候因为网络或者其它原因，服务可能会暂时的不可用，这个时候我们希望可以再次对服务进行重试，Zuul也帮我们实现了此功能，需要结合Spring Retry 一起来实现。下面我们以上面的项目为例做演示。
添加Spring Retry依赖
首先在spring-cloud-zuul项目中添加Spring Retry依赖。
org.springframework.retry
spring-retry
开启Zuul Retry
再配置文件中配置启用Zuul Retry
#是否开启重试功能
zuul.retryable=true
#对当前服务的重试次数
ribbon.MaxAutoRetries=2
#切换相同Server的次数
ribbon.MaxAutoRetriesNextServer=0
这样我们就开启了Zuul的重试功能。
测试
我们对spring-cloud-producer-2进行改造，在hello方法中添加定时，并且在请求的一开始打印参数。
@RequestMapping("/hello")
public String index(@RequestParam String name) {
logger.info("request two name is "+name);
try{
Thread.sleep(1000000);
}catch ( Exception e){
logger.error(" hello two error",e);
}
return "hello "+name+"，this is two messge";
}
重启 spring-cloud-producer-2和spring-cloud-zuul项目。
访问地址：http://localhost:8888/spring-cloud-producer/hello?name=neo&token=xx，当页面返回：The service is unavailable.时查看项目spring-cloud-producer-2后台日志如下：
2018-01-22 19:50:32.401 INFO 19488 --- [io-9001-exec-14] o.s.c.n.z.f.route.FallbackProvider : request two name is neo
2018-01-22 19:50:33.402 INFO 19488 --- [io-9001-exec-15] o.s.c.n.z.f.route.FallbackProvider : request two name is neo
2018-01-22 19:50:34.404 INFO 19488 --- [io-9001-exec-16] o.s.c.n.z.f.route.FallbackProvider : request two name is neo
说明进行了三次的请求，也就是进行了两次的重试。这样也就验证了我们的配置信息，完成了Zuul的重试功能。
注意
开启重试在某些情况下是有问题的，比如当压力过大，一个实例停止响应时，路由将流量转到另一个实例，很有可能导致最终所有的实例全被压垮。说到底，断路器的其中一个作用就是防止故障或者压力扩散。用了retry，断路器就只有在该服务的所有实例都无法运作的情况下才能起作用。这种时候，断路器的形式更像是提供一种友好的错误信息，或者假装服务正常运行的假象给使用者。
不用retry，仅使用负载均衡和熔断，就必须考虑到是否能够接受单个服务实例关闭和eureka刷新服务列表之间带来的短时间的熔断。如果可以接受，就无需使用retry。
Zuul高可用
我们实际使用Zuul的方式如上图，不同的客户端使用不同的负载将请求分发到后端的Zuul，Zuul在通过Eureka调用后端服务，最后对外输出。因此为了保证Zuul的高可用性，前端可以同时启动多个Zuul实例进行负载，在Zuul的前端使用Nginx或者F5进行负载转发以达到高可用性。