【黑马-SpringCloud技术栈】【07】Gateway

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守破离

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为什么需要网关

网关功能：

• 身份认证和权限校验
• 服务路由、负载均衡
• 请求限流

权限控制：网关作为微服务入口，需要校验用户是是否有请求资格，如果没有则进行拦截。

路由和负载均衡：一切请求都必须先经过gateway，但网关不处理业务，而是根据某种规则，把请求转发到某个微服务，这个过程叫做路由。当然路由的目标服务有多个时，还需要做负载均衡。

限流：当请求流量过高时，在网关中按照下流的微服务能够接受的速度来放行请求，避免服务压力过大。

在SpringCloud中网关的实现包括两种：

• gateway
• zuul

Zuul是基于Servlet的实现，属于阻塞式编程。而SpringCloudGateway则是基于Spring5中提供的WebFlux，属于响应式编程的实现，具备更好的性能。

Gateway快速入门

搭建网关服务的步骤：

创建新的module，引入SpringCloudGateway的依赖和nacos的服务发现依赖：

编写路由配置及nacos地址

访问http://localhost:10010/user/1时，符合/user/**规则，请求转发到uri：http://userservice/user/1

总结：

网关搭建步骤：

• 创建项目，引入nacos服务发现和gateway依赖
• 配置application.yml，包括服务基本信息、nacos地址、路由

路由配置包括：

• 路由id：路由的唯一标示
• 路由目标（uri）：路由的目标地址，http代表固定地址，lb代表根据服务名负载均衡
• 路由断言（predicates）：判断路由的规则，
• 路由过滤器（filters）：对请求或响应做处理

断言工厂

网关路由可以配置的内容包括：

• 路由id：路由唯一标示
• uri：路由目的地，支持lb和http两种
• predicates：路由断言，判断请求是否符合要求，符合则转发到路由目的地
• filters：路由过滤器，处理请求或响应

路由断言工厂Route Predicate Factory

• 我们在配置文件中写的断言规则只是字符串，这些字符串会被Predicate Factory读取并处理，转变为路由判断的条件
• 例如Path=/user/**是按照路径匹配，这个规则是由org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.PathRoutePredicateFactory类来处理的
• 像这样的断言工厂在SpringCloudGateway还有十几个

Spring提供了11种基本的Predicate工厂：

可以去Spring官网查看Demo：https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/2.2.9.RELEASE/reference/html/#gateway-request-predicates-factories

总结：

PredicateFactory的作用是什么？

• 读取用户定义的断言条件，对请求做出判断

Path=/user/**是什么含义？

• 路径是以/user开头的就认为是符合的

过滤器工厂

GatewayFilter是网关中提供的一种过滤器，可以对进入网关的请求和微服务返回的响应做处理

Spring提供了31种不同的路由过滤器工厂。例如：

官网：https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/2.2.9.RELEASE/reference/html/#gatewayfilter-factories

给所有进入userservice的请求添加一个请求头：Truth=itcast is freaking awesome!

实现方式：在gateway中修改application.yml文件，给userservice的路由添加过滤器：

如果要对所有的路由都生效，则可以将过滤器工厂写到default下。格式如下：

全局过滤器

全局过滤器的作用也是处理一切进入网关的请求和微服务响应，与GatewayFilter的作用一样。

区别在于GatewayFilter通过配置定义，处理逻辑是固定的。而GlobalFilter的逻辑需要自己写代码实现。

定义方式是实现GlobalFilter接口。

需求：

• 定义全局过滤器，拦截请求，判断请求的参数是否满足下面条件：
• 参数中是否有authorization，
• authorization参数值是否为admin
• 如果同时满足则放行，否则拦截

自定义类，实现GlobalFilter接口，添加@Order注解：

实现Ordered接口也可以：

//@Order(-1)
@Component
public class AuthorizationFilter implements GlobalFilter, Ordered {
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        final String authorization = exchange.getRequest()
                                             .getQueryParams()
                                             .getFirst("authorization");
        if("admin".equals(authorization)) {
            return chain.filter(exchange);
        }
        final ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();
        response.setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
        return response.setComplete();
    }

    @Override
    public int getOrder() { // 定义Filter执行顺序，值越小，越优先执行
        return -1;
    }
}

定义好该GlobalFilter后，这么访问才可以：http://localhost:10010/user/1?authorization=admin

总结：

全局过滤器的作用是什么？

• 对所有路由都生效的过滤器，并且可以自定义处理逻辑

实现全局过滤器的步骤？

• 实现GlobalFilter接口
• 添加@Order注解或实现Ordered接口
• 编写处理逻辑

过滤器执行顺序

请求进入网关会碰到三类过滤器：当前路由的过滤器、DefaultFilter、GlobalFilter

请求路由后，会将当前路由过滤器和DefaultFilter、GlobalFilter，合并到一个过滤器链（集合）中，排序后依次执行每个过滤器

过滤器执行顺序

• 每一个过滤器都必须指定一个int类型的order值，order值越小，优先级越高，执行顺序越靠前。
• GlobalFilter通过实现Ordered接口，或者添加@Order注解来指定order值，由我们自己指定
• 路由过滤器和defaultFilter的order由Spring指定，默认都是按照声明顺序从1递增。
• 当过滤器的order值一样时，会按照 defaultFilter > 路由过滤器 > GlobalFilter的顺序执行。

可以参考下面几个类的源码来查看：

• org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinitionRouteLocator#getFilters()方法是先加载defaultFilters，然后再加载某个route的filters，然后合并。
• org.springframework.cloud.gateway.handler.FilteringWebHandler#handle()方法会加载全局过滤器，与前面的过滤器合并后根据order排序，组织过滤器链

总结：路由过滤器、defaultFilter、全局过滤器的执行顺序？

• order值越小，优先级越高
• 当order值一样时，顺序是defaultFilter最先，然后是局部的路由过滤器，最后是全局过滤器

跨域问题

跨域：域名不一致就是跨域，主要包括：

• 域名不同： www.taobao.com 和 www.taobao.org 和 www.jd.com 和 miaosha.jd.com
• 域名相同，端口不同：localhost:8080和localhost8081

跨域问题：浏览器禁止请求的发起者与服务端发生跨域ajax请求，请求被浏览器拦截的问题

• 解决方案：CORS

网关处理跨域采用的同样是CORS方案，并且只需要简单配置即可实现：

spring:
  cloud:
    gateway:
      # 。。。
      globalcors: # 全局的跨域处理
        add-to-simple-url-handler-mapping: true # 解决options请求被拦截问题
        corsConfigurations:
          '[/**]':
            allowedOrigins: # 允许哪些网站的跨域请求 
              - "http://localhost:8090"
            allowedMethods: # 允许的跨域ajax的请求方式
              - "GET"
              - "POST"
              - "DELETE"
              - "PUT"
              - "OPTIONS"
            allowedHeaders: "*" # 允许在请求中携带的头信息
            allowCredentials: true # 是否允许携带cookie
            maxAge: 360000 # 这次跨域检测的有效期

补充—限流过滤器

限流：对应用服务器的请求做限制，避免因过多请求而导致服务器过载甚至宕机。限流算法常见的包括：

• 计数器算法，又包括固定窗口计数器算法、滑动窗口计数器算法
• 漏桶算法(Leaky Bucket)
• 令牌桶算法（Token Bucket）

计数器算法

固定窗口计数器算法概念如下：

• 将时间划分为多个窗口；
• 在每个窗口内每有一次请求就将计数器加一，当时间到达下一个窗口时，计数器重置。
• 如果计数器超过了限制数量，则本窗口内所有的请求都被丢弃。

漏桶算法

漏桶算法说明：

• 将每个请求视作"水滴"放入"漏桶"进行存储；
• "漏桶"以固定速率向外"漏"出请求来执行，如果"漏桶"空了则停止"漏水”；
• 如果"漏桶"满了则多余的"水滴"会被直接丢弃。

令牌桶算法

令牌桶算法说明：

• 以固定的速率生成令牌，存入令牌桶中，如果令牌桶满了以后，多余令牌丢弃
• 请求进入后，必须先尝试从桶中获取令牌，获取到令牌后才可以被处理
• 如果令牌桶中没有令牌，则请求等待或丢弃

总结

限流有什么作用？

• 限流是保护服务器，避免因过多请求而导致服务器过载甚至宕机

限流算法：

• 计数器算法
• 漏桶算法
• 令牌桶算法

参考

黑马程序员:SpringCloud微服务技术栈.

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本文完，感谢您的关注支持！

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