gateway网关的介绍与使用

一、API网关介绍

​ API网关是一个服务器，是系统的唯一入口。从面向对象设计的角度看，它与外观模式类似。API网关封装了系统内部架构，为每个客户端提供一个定制的API。它可能还具有其它职责，如身份验证、监控、负载均衡、缓存、请求分片与管理、静态响应处理。API网关方式的核心要点是，所有的客户端和消费端都通过统一的网关接入微服务，在网关层处理所有的非业务功能。通常，网关也是提供REST/HTTP的访问API。
网关应当具备以下功能：

Ø 性能：API高可用，负载均衡，容错机制。

Ø 安全：权限身份认证、脱敏，流量清洗，后端签名（保证全链路可信调用）,黑名单（非法调用的限制）。

Ø 日志：日志记录（spainid,traceid）一旦涉及分布式，全链路跟踪必不可少。

Ø 缓存：数据缓存。

Ø 监控：记录请求响应数据，api耗时分析，性能监控。

Ø 限流：流量控制，错峰流控，可以定义多种限流规则。

Ø 灰度：线上灰度部署，可以减小风险。

Ø 路由：动态路由规则。

目前，比较流行的网关有：Nginx 、 Kong 、Orange等等，还有微服务网关Zuul 、Spring Cloud Gateway等等。

二、Spring Cloud Gateway介绍

既然有Nginx这样成熟的网关，那为什么还需要Gateway呢？

• 像Nginx这类网关，性能肯定是没得说，它适合做那种门户网关，是作为整个全局的网关，是对外的，处于最外层的；而Gateway这种，更像是业务网关，主要用来对应不同的客户端提供服务的，用于聚合业务的。各个微服务独立部署，职责单一，对外提供服务的时候需要有一个东西把业务聚合起来。

• 像Nginx这类网关，都是用不同的语言编写的，不易于扩展；而Gateway就不同，它是用Java写的，易于扩展和维护

• Gateway这类网关可以实现熔断、重试等功能，这是Nginx不具备的

• Spring Cloud已经放弃Netflix Zuul了。现在Spring Cloud中引用的还是Zuul 1.x版本，而这个版本是基于过滤器的，是阻塞IO，不支持长连接。Zuul 2.x版本跟1.x的架构大一样，性能也有所提升。既然Spring Cloud已经不再集成Zuul 2.x了，那么是时候开始使用Spring Cloud Gateway了。

三、使用Spring Cloud Gateway

3.1 在gateway-server里面添加依赖

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-gatewayartifactId>
    dependency>
    <！--这里版本Hoxton.SR1-->
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discoveryartifactId>
    dependency>
        
dependencies>

3.2 在gateway-server里面添加启动类

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

3.3 在gateway-server里面添加配置文件

spring:
  application:
    name: gateway-server
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: ${你的nacos的ip地址}:8848
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true
          lower-case-service-id: true
      routes:
       - id: user-service_router
         uri: lb://shop-user-consumer
         predicates:
          - Path=/user/**
  server:
  	port: 80

3.4 启动访问测试

启动gateway-server，观察Nacos注册中心：

发现网关服务已经上线。
测试路由功能：

四、Spring Cloud Gateway集成sentinel

Sentinel 支持对 Spring Cloud Gateway、Zuul 等主流的 API Gateway 进行限流。

4.1 限流规则的维度
4.1.1 网关维度

代表网关访问该服务时的限流规则

粒度粗–全局的配置

4.1.2 Api分组维度

代表网关访问该接口时的限流规则

粒度细–局部配置

！！注：api分组维度应该被包含于网关维度，而不应该单独直接使用。

4.2 添加依赖

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinelartifactId>
dependency>
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
    <artifactId>spring-cloud-alibaba-sentinel-gatewayartifactId>
dependency>

4.3 修改配置文件

server:
  port: 80
spring:
  application:
    name: gateway-server
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 120.55.36.148:8848
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true
          lower-case-service-id: true
      routes:
       - id: user-service_router
         uri: lb://shop-user-consumer
         predicates:
          - Path=/user/**
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8080
      filter:
        enabled: true
      datasource:
        ds1.file:
          file: classpath:gw-flow.json
          ruleType: gw-flow
        ds2.file:
          file: classpath:api-group.json
          ruleType: gw_api_group

4.4 添加本地限流规则

在resource 目录下新建

gw-flow.json

[
  {
    "resource": "admin-service_router",
    "resourceMode": 0 ,
    "count": 2,
    "intervalSec": 60
  },
  {
    "resource": "admin-service-api",
    "resourceMode":"1",
    "count": 1,
    "intervalSec": 60
  }
]

api-group.json

[
  {
    "apiName": "admin-service-api",
    "predicateItems": [
      {
        "pattern": "/user/login"
      }
    ]
  }
]

规则配置具体参考：

• GatewayFlowRule：网关限流规则，针对 API Gateway 的场景定制的限流规则，可以针对不同 route 或自定义的 API 分组进行限流，支持针对请求中的参数、Header、来源 IP 等进行定制化的限流。

• ApiDefinition：用户自定义的 API 定义分组，可以看做是一些 URL 匹配的组合。比如我们可以定义一个 API 叫 my_api，请求 path 模式为 /foo/** 和 /baz/** 的都归到 my_api 这个 API 分组下面。限流的时候可以针对这个自定义的 API 分组维度进行限流。

其中网关限流规则 GatewayFlowRule 的字段解释如下：

• resource：资源名称，可以是网关中的 route 名称或者用户自定义的 API 分组名称。

• resourceMode：规则是针对 API Gateway 的 route（RESOURCE_MODE_ROUTE_ID）还是用户在 Sentinel 中定义的 API 分组（RESOURCE_MODE_CUSTOM_API_NAME），默认是 route。

• grade：限流指标维度，同限流规则的 grade 字段。

• count：限流阈值

• intervalSec：统计时间窗口，单位是秒，默认是 1 秒。

• controlBehavior：流量整形的控制效果，同限流规则的 controlBehavior 字段，目前支持快速失败和匀速排队两种模式，默认是快速失败。

• burst：应对突发请求时额外允许的请求数目。

• maxQueueingTimeoutMs：匀速排队模式下的最长排队时间，单位是毫秒，仅在匀速排队模式下生效。

• paramItem：参数限流配置。若不提供，则代表不针对参数进行限流，该网关规则将会被转换成普通流控规则；否则会转换成热点规则。其中的字段：

• parseStrategy：从请求中提取参数的策略，目前支持提取来源 IP（PARAM_PARSE_STRATEGY_CLIENT_IP）、Host（PARAM_PARSE_STRATEGY_HOST）、任意 Header（PARAM_PARSE_STRATEGY_HEADER）和任意 URL 参数（PARAM_PARSE_STRATEGY_URL_PARAM）四种模式。

• fieldName：若提取策略选择 Header 模式或 URL 参数模式，则需要指定对应的 header 名称或 URL 参数名称。

• pattern：参数值的匹配模式，只有匹配该模式的请求属性值会纳入统计和流控；若为空则统计该请求属性的所有值。（1.6.2 版本开始支持）

• matchStrategy：参数值的匹配策略，目前支持精确匹配（PARAM_MATCH_STRATEGY_EXACT）、子串匹配（PARAM_MATCH_STRATEGY_CONTAINS）和正则匹配（PARAM_MATCH_STRATEGY_REGEX）。（1.6.2 版本开始支持）

4.5 添加Controller获取限流规则

@RestController
public class FlowRulesController {

    @GetMapping("/gateway")
    public Set<GatewayFlowRule> getGatewayFlowRules(){
        return GatewayRuleManager.getRules() ;
    }

    @GetMapping("/api")
    public Set<ApiDefinition> getApiGroupRules(){
        return GatewayApiDefinitionManager.getApiDefinitions();
    }
}

4.6 测试：

开启postman测试设置了限流的接口，按照以上规则，/user/**以下的接口在多次请求后将被限流

4.7 nacos配置限流规则，实现持久化

在nacos上配置json文件