Eclipse配置运行SpringCloud（Hoxton + 2.2.4）微服务框架 + 搭建服务网关Zuul

简介

服务网关

服务网关是微服务架构中一个不可或缺的部分。通过服务网关统一向外系统提供REST API的过程中，除了具备服务路由、均衡负载功能之外，它还具备了权限控制等功能。Spring Cloud Netflix中的Zuul就担任了这样的一个角色，为微服务架构提供了前门保护的作用，同时将权限控制这些较重的非业务逻辑内容迁移到服务路由层面，使得服务集群主体能够具备更高的可复用性和可测试性。

服务网关 = 路由转发 + 过滤器

• 路由转发：接收一切外界请求，转发到后端的微服务上去；例如，/可以映射到您的Web应用程序，/api/users映射到用户服务，并将/api/shop映射到商店服务。
• 过滤器：在服务网关中可以完成一系列的横切功能，例如权限校验、限流以及监控等，这些都可以通过过滤器完成（其实路由转发也是通过过滤器实现的）。

Zuul

Netflix使用Zuul进行以下操作：

• 认证
• 洞察
• 压力测试
• 金丝雀测试
• 动态路由
• 服务迁移
• 负载脱落
• 安全
• 静态响应处理
• 主动/主动流量管理

Zuul、Ribbon以及Eureka结合可以实现智能路由和负载均衡的功能；网关将所有服务的API接口统一聚合，统一对外暴露。外界调用API接口时，不需要知道微服务系统中各服务相互调用的复杂性，保护了内部微服务单元的API接口；网关可以做用户身份认证和权限认证，防止非法请求操作API接口；网关可以实现监控功能，实时日志输出，对请求进行记录；网关可以实现流量监控，在高流量的情况下，对服务降级；API接口从内部服务分离出来，方便做测试。

Zuul通过Servlet来实现，通过自定义的ZuulServlet来对请求进行控制。核心是一系列过滤器，可以在Http请求的发起和响应返回期间执行一系列过滤器。Zuul采取了动态读取、编译和运行这些过滤器。过滤器之间不能直接通信，而是通过RequestContext对象来共享数据，每个请求都会创建一个RequestContext对象。

Zuul生命周期如下图。 当一个客户端Request请求进入Zuul网关服务时，网关先进入”pre filter“，进行一系列的验证、操作或者判断。然后交给”routing filter“进行路由转发，转发到具体的服务实例进行逻辑处理、返回数据。当具体的服务处理完成后，最后由”post filter“进行处理，该类型的处理器处理完成之后，将Request信息返回客户端。 在其他阶段发生错误时执行”error filter“。 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。

创建服务网关

添加依赖包文件POM.xml

  4.0.0
  
    com.springcloud
    springcloud-root
    0.0.1-SNAPSHOT
  
  springcloud-zuul
  springcloud-zuul
  http://maven.apache.org
  
    UTF-8
  
  
    
      org.springframework.cloud
      spring-cloud-starter-netflix-eureka-client
    
    
      org.springframework.cloud
      spring-cloud-starter-netflix-zuul
    
    
      org.springframework.boot
      spring-boot-starter-test
      test
    
    
      junit
      junit
      3.8.1
      test
    
  
  
    
      
        org.springframework.boot
        spring-boot-maven-plugin
      
    
  

配置application.yml文件

• application.yml

spring:
  application:
    name: springcloud-zuul
  freemarker:
    prefer-file-system-access: false
  security:
    user:
      name: admin
      password: 123456
    
server:
  port: 8120

eureka:
  instance:
    hostname: eureka-zuul.com
    instance-id: eureka-zuul
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://${spring.security.user.name}:${spring.security.user.password}@eureka-peer1.com:8897/eureka/,http://${spring.security.user.name}:${spring.security.user.password}@eureka-peer2.com:8898/eureka/,http://${spring.security.user.name}:${spring.security.user.password}@eureka-peer3.com:8899/eureka/

zuul:
  #接口前缀（v1作为版本号）
  prefix: /v1
  routes:
    hiapi:
      path: /hiapi/**
      serviceId: springcloud-eureka-provider
    ribbonapi:
      path: /ribbonapi/**
      serviceId: springcloud-ribbon
    feignapi:
      path: /feignapi/**
      serviceId: springcloud-feign

修改C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts

127.0.0.1 eureka-zuul.com

禁用指定的Filter

可以在 application.yml 中配置需要禁用的 filter，格式为

zuul...disable=true

比如要禁用org.springframework.cloud.netflix.zuul.filters.post.SendResponseFilter就设置

zuul:
  SendResponseFilter:
    post:
      disable: true

添加服务网关启动类

• ZuulApplication.java

加上注解@EnableZuulProxy

package org.springcloud.zuul;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.zuul.EnableZuulProxy;

@SpringBootApplication
@EnableZuulProxy
public class ZuulApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ZuulApplication.class, args);
    }
}

依次启动项目

springcloud-eureka-cluster-peer1
springcloud-eureka-cluster-peer2
springcloud-eureka-cluster-peer3
springcloud-eureka-provider1
springcloud-eureka-provider2
springcloud-eureka-provider3
springcloud-ribbon
springcloud-feign
springcloud-zuul

1. 浏览器多次访问http://eureka-zuul.com:8120/v1/hiapi/hi?name=zhaojq
   
   zuul在路由转发做了负载均衡

2. 浏览器多次访问http://eureka-zuul.com:8120/v1/ribbonapi/hi?name=zhaojq
   
   Zuul和Ribbon相结合，实现了负载均衡（随机策略）

3. 浏览器多次访问http://eureka-zuul.com:8120/v1/feignapi/hi?name=zhaojq
   
   Zuul和Feign相结合，实现了负载均衡（随机策略）

在服务网关Zuul上配置熔断器

实现熔断器功能需要实现FallbackProvider接口，实现该接口的两个方法，一个是getRoute()，用于指定熔断器功能应用于哪些路由的服务；另一个方法fallbackResponse()为进入熔断器功能时执行的逻辑。

• ZuulHystrix.java

如果需要所有的路由服务都加熔断功能，需要在getRoute()方法上返回”*“的匹配符

package org.springcloud.zuul;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

import org.springframework.cloud.netflix.zuul.filters.route.FallbackProvider;
import org.springframework.http.HttpHeaders;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.http.MediaType;
import org.springframework.http.client.ClientHttpResponse;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class ZuulHystrix implements FallbackProvider {
    @Override
    //指定熔断器功能应用于哪些路由的服务
    public String getRoute() {
        //return "springcloud-eureka-provider";
    	return "*";
    }

    @Override
    //进入熔断器功能时执行的逻辑
    public ClientHttpResponse fallbackResponse(String route, Throwable cause) {
        System.out.println("route:"+route);
        System.out.println("exception:"+cause.getMessage());
        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("eureka-provider is down!! this is the fallback.".getBytes());
            }

            @Override
            public HttpHeaders getHeaders() {
                HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
                headers.setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON);
                return headers;
            }
        };
    }
}

全部正常启动后，停止 springcloud-eureka-provider2 提供者，端口为：8002服务
访问命令窗口curl http://eureka-zuul.com:8120/v1/hiapi/hi?name=zhaojq，断路器已经生效，提示：提供者服务挂了

自定义过滤器Zuul Filter

Zuul包括以下4中过滤器

• PRE过滤器：是在请求路由到具体服务之前执行的，可以做安全验证，如身份验证，参数验证。
• ROUTING过滤器：它用于将请求 路由到具体的微服务实例。默认使用Http Client进行网络请求。
• POST过滤器：在请求已被路由到微服务后执行的。可用作收集统计信息、指标，以及将响应传输到客户端。
• ERROR过滤器：在其他过滤器发生错误时执行。

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

实现自定义滤器需要继承ZuulFilter，实现ZuulFilter中的抽象方法，包括filterType()，filterOrder()以及IZuulFilter的shouldFilter()和run()方法。

• filterType()为过滤器类型，有4中类型：pre、post、routing和error。
• filterOrder()是过滤顺序，它为一个int类型的值，值越小，越早执行该过滤器。
• shouldFilter()表示是否需要执行该过滤器逻辑，true表示执行，false表示不执行，如果true则执行run()方法。
• run()方法是具体的过滤的逻辑。本例中检查请求的参数中是否传了token或password这个参数，如果没有传，则请求不被路由到具体的服务实例，直接返回响应，状态码为401。

TokenFilter 过滤器

• TokenFilter.java

package org.springcloud.zuul;

import java.io.IOException;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

import org.apache.commons.lang.StringUtils;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import com.netflix.zuul.ZuulFilter;
import com.netflix.zuul.context.RequestContext;
import com.netflix.zuul.exception.ZuulException;

public class TokenFilter extends ZuulFilter {

    private static Logger LOGGER=LoggerFactory.getLogger(TokenFilter.class);

    @Override
    //定义filter的类型，有pre、route、post、error四种
    public String filterType() {
        //可以在请求被路由之前调用
    	return "pre"; 
    }

    @Override
    //定义filter的顺序，数字越小表示顺序越高，越先执行
    public int filterOrder() {
        return 0;
    }

    @Override
    //表示是否需要执行该filter，true表示执行，false表示不执行
    public boolean shouldFilter() {
        return true;
    }

    @Override
    //filter需要执行的具体操作
    public Object run() throws ZuulException { 
        RequestContext ctx = RequestContext.getCurrentContext();
        HttpServletRequest request = ctx.getRequest();
        LOGGER.info("--->>> TokenFilter {},{}", request.getMethod(), request.getRequestURL().toString());
        
        //获取请求的参数
        String token = request.getParameter("token");
        
        if (StringUtils.isNotBlank(token)) {
        	//对请求进行路由
            ctx.setSendZuulResponse(true);
            ctx.setResponseStatusCode(200);
            ctx.set("isSuccess", true);
            return null;
        } else {
        	LOGGER.warn("token is empty");
            //不对请求进行路由
            ctx.setSendZuulResponse(false);
            ctx.setResponseStatusCode(401);
            try {
                ctx.getResponse().getWriter().write("token is empty");
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            ctx.set("isSuccess", false);
            return null;
        }
    }
}

开启过滤器，在程序的启动类 ZuulFilterApplication 添加 Bean

• ZuulApplication.java

package org.springcloud.zuul;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.zuul.EnableZuulProxy;
import org.springframework.context.annotation.Bean;

@SpringBootApplication
@EnableZuulProxy
public class ZuulApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ZuulApplication.class, args);
    }
    
    @Bean
    public TokenFilter TokenFilter() {
        return new TokenFilter();
    }
}

重启项目后，访问http://eureka-zuul.com:8120/v1/hiapi/hi?name=zhaojq

提示 token is empty。

访问http://eureka-zuul.com:8120/v1/hiapi/hi?name=zhaojq&token=cc

可见，TokenFilter这个Bean注入IOC容器后，对请求进行了过滤，并在请求路由转发之前进行了逻辑判断。

提示 token is empty显示两遍错误

把自定义TokenFilter的@Component取消掉就可以了，不让它被Spring容器管理。

PasswordFilter 过滤器

• PasswordFilter.java

package org.springcloud.zuul;

import java.io.IOException;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import com.netflix.zuul.ZuulFilter;
import com.netflix.zuul.context.RequestContext;
import com.netflix.zuul.exception.ZuulException;

public class PasswordFilter extends ZuulFilter {

    private final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(PasswordFilter.class);

    @Override
    public String filterType() {
    	//请求已被路由到微服务后执行
        return "post";
    }

    @Override
    public int filterOrder() {
        return 1;
    }

    @Override
    public boolean shouldFilter() {
        RequestContext ctx = RequestContext.getCurrentContext();
        //判断上一个过滤器结果为true，否则就不走下面过滤器，直接跳过后面的所有过滤器并返回 上一个过滤器不通过的结果
        return (boolean) ctx.get("isSuccess");     
    }

    @Override
    public Object run() throws ZuulException {
        RequestContext ctx = RequestContext.getCurrentContext();
        HttpServletRequest request = ctx.getRequest();
        LOGGER.info("--->>> PasswordFilter {},{}", request.getMethod(), request.getRequestURL().toString());

        String username = request.getParameter("password");
        if (null != username && username.equals("123456")) {
            ctx.setSendZuulResponse(true);
            ctx.setResponseStatusCode(200);
            ctx.set("isSuccess", true);
            return null;
        } else {
            ctx.setSendZuulResponse(false);
            ctx.setResponseStatusCode(401);
            try {
                ctx.getResponse().getWriter().write("The password cannot be empty");
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            ctx.set("isSuccess", false);
            return null;
        }
    }
}

开启过滤器，在程序的启动类 ZuulFilterApplication 添加 Bean

• ZuulApplication.java

package org.springcloud.zuul;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.zuul.EnableZuulProxy;
import org.springframework.context.annotation.Bean;

@SpringBootApplication
@EnableZuulProxy
public class ZuulApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ZuulApplication.class, args);
    }
    
    @Bean
    public TokenFilter TokenFilter() {
        return new TokenFilter();
    }

    @Bean
    public PasswordFilter PasswordFilter() {
        return new PasswordFilter();
    }
}

访问http://eureka-zuul.com:8120/v1/hiapi/hi?name=zhaojq&token=cc&password=123456