SpringCloud微服务技术栈之网关服务Gateway

文章目录

  • SpringCloud微服务技术栈之网关服务Gateway
    • 前言
    • 网关服务Gateway的基本概念
      • Gateway的体系结构
      • Gateway的主要功能
    • 网关服务Gateway的架构设计
      • 架构设计方案
      • 示例代码
    • 网关服务Gateway的实践操作
      • 1. 创建工程
      • 2. 配置路由规则
      • 3. 实现过滤器
      • 4. 集成服务注册中心
      • 5. 启动网关服务器
    • 总结

SpringCloud微服务技术栈之网关服务Gateway

前言

在微服务架构中,微服务数量的增加会使得系统中出现大量的服务实例,同时每个服务往往又有多个版本,这些版本需要进行升级、降级等操作。因此,对于这些微服务的调用和路由管理就变成了一个巨大的挑战。Spring Cloud网关服务Gateway可以作为微服务架构中的一个基础设施,通过将API网关方式暴露给服务客户端,从而控制所有的请求流量,并支持许多传输协议,例如HTTP、WebSocket等。

本篇博客主要围绕SpringCloud微服务技术栈中的网关服务Gateway进行介绍和实践,包括其基本概念、架构设计和实践操作。

网关服务Gateway的基本概念

网关服务是微服务架构中的一个基础设施,主要用于集中处理服务请求,从而更好地控制和管理整个系统。SpringCloud网关服务Gateway是一款基于Spring框架的微服务网关服务,它提供了许多特性,比如路由、过滤、限流、负载均衡、熔断器等。

Gateway的体系结构

Gateway主要包含以下两个组件:

  • Route:路由是指从网关接收到客户端请求,并将请求转发到适当的微服务实例。路由是Gateway的基本组成部分,它由ID、URI、谓词集合和过滤器工厂等组成。
  • Filter:过滤器用于在路由请求过程中,向请求添加如鉴权、限流、日志输出等动态功能。

SpringCloud微服务技术栈之网关服务Gateway_第1张图片

Gateway的主要功能

  • 路由策略:基于请求URL或请求Header内容,将请求路由到不同的后端服务。
  • 负载均衡:采用Ribbon来实现负载均衡,可以在多个实例之间分配负载。
  • 限流控制:使用Hystrix实现服务熔断和限流控制。
  • 过滤器:支持用户自定义过滤器,可用于鉴权、请求响应加解密、统一异常处理等。

网关服务Gateway的架构设计

架构设计方案

我们在实际项目开发中,通常需要先对Gateway进行一个整体的架构设计,这里我们介绍一种典型的架构设计方案。

  1. 设计网关服务Gateway的Filter过滤器,负责实现鉴权、请求与响应加解密、统一异常处理。
  2. 基于Eureka实现服务注册和发现功能,在Gateway中加入DiscoveryClient组件,用于管理后端服务。
  3. 基于RouteLocator实现路由策略,将请求转发到相应的微服务实例上,并支持灰度升级等高可用特性。
  4. 使用Hystrix实现限流控制,当后端服务出现问题或网络拥塞时,能够合理地进行资源分配和降级策略。

示例代码

下面是一个典型的Gateway实现代码:

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

    @Bean
    public RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) {
        return builder.routes()
                .route(r -> r.path("/v1/api/user/**")
                        .uri("lb://user-service"))
                .route(r -> r.path("/v1/api/order/**")
                        .filters(f -> f.stripPrefix(1))
                        .uri("lb://order-service"))
                .build();
    }
}

上述代码中,我们创建了一个名为GatewayServerApplication的SpringBoot应用。其中的RouteLocator类就是路由配置的核心类。在这个例子中,我们先对URI路径进行转发,然后通过Ribbon来实现负载均衡。

网关服务Gateway的实践操作

在实践操作中,我们需要先安装SpringBoot和SpringCloud环境,然后搭建一个简单的微服务应用。这里我们以一个简单的用户管理系统为例进行演示。具体步骤如下:

1. 创建工程

首先使用Spring Initializr创建一个新的Spring Boot工程,并添加相关依赖:

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-gatewayartifactId>
dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-clientartifactId>
dependency>

2. 配置路由规则

在application.yml中进行路由配置:

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user-service
          uri: lb://user-service
          predicates:
            - Path=/v1/api/user/**
        - id: order-service
          uri: lb://order-service
          predicates:
            - Path=/v1/api/order/**

3. 实现过滤器

在实际开发中,我们经常需要对客户端请求进行安全认证或者权限校验等操作。SpringCloud Gateway提供了一个统一化的过滤器框架,允许我们定义多个可以对特定类型请求进行处理的过滤器。Spring Cloud Gateway中有两种类型的过滤器:前置过滤器和后置过滤器。

下面是一个基于过滤器的安全认证实现示例:

@Component
public class AuthorizationFilter implements GatewayFilter, Ordered {
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(AuthorizationFilter.class);
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        //进行请求Token认证,如果不合法则返回401
        String token = exchange.getRequest().getHeaders().getFirst("Authorization");
        if (StringUtils.isBlank(token)) {
            exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
            return exchange.getResponse().setComplete();
        }
        //Token认证通过,则将请求转发到对应的微服务实例上
        return chain.filter(exchange);
    }
    @Override
    public int getOrder() {
        return -100;
    }
}

4. 集成服务注册中心

我们需要在网关中加入EurekaClient组件,以实现服务注册和发现功能。

spring:
  cloud:
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true
  application:
    name: gateway-server
eureka:
  client:
    serviceUrl:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka/

5. 启动网关服务器

最后我们可以运行GatewayServerApplication,并访问相应的API地址进行测试。

总结

本文主要介绍了SpringCloud微服务技术栈中的网关服务Gateway,包括其基本概念、架构设计和实践操作。通过Gateway的实现,微服务架构能够更好地控制和管理整个系统,实现路由策略、负载均衡、限流控制等功能。当然,在实际开发中需要进一步针对不同的业务场景进行定制和优化,以满足不断变化的需求和挑战。

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