Gateway服务网关

Spring Cloud Gateway 是 Spring Cloud 的一个全新项目,该项目是基于 Spring 5.0,Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等响应式编程和事件流技术开发的网关,它旨在为微服务架构提供一种简单有效的统一的 API 路由管理方式。

1.为什么需要网关

Gateway网关是我们服务的守门神,所有微服务的统一入口。(身份认证和权限校验;服务路由、负载均衡)
网关的核心功能特性

请求路由
权限控制
限流

Gateway服务网关_第1张图片
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。

2.gateway快速搭建

2.1创建model gateway服务

Gateway服务网关_第2张图片

2.2 引入依赖:

<!--网关-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>
<!--nacos服务发现依赖-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

2.3 编写启动类

@SpringBootApplication
public class GatewayApplication {

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

2.4编写基础配置和路由规则

创建application.yml文件

server:
  port: 10010 # 网关端口
spring:
  application:
    name: gateway # 服务名称
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848 # nacos地址
    gateway:
      routes: # 网关路由配置
        - id: user-service # 路由id,自定义,只要唯一即可
          # uri: http://127.0.0.1:8081 # 路由的目标地址 http就是固定地址
          uri: lb://userservice # 路由的目标地址 lb就是负载均衡,后面跟服务名称
          predicates: # 路由断言,也就是判断请求是否符合路由规则的条件
            - Path=/user/** # 这个是按照路径匹配,只要以/user/开头就符合要求

我们将符合Path 规则的一切请求,都代理到 uri参数指定的地址。

本例中,我们将 /user/**开头的请求,代理到lb://userservice,lb是负载均衡,根据服务名拉取服务列表,实现负载均衡。
Gateway服务网关_第3张图片

2.5网关路由的流程图

Gateway服务网关_第4张图片

3.断言工厂

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处理的,像这样的断言工厂在SpringCloudGateway还有十几个:
Gateway服务网关_第5张图片

网关路由可以配置的内容包括:

l路由id:路由唯一标示
luri:路由目的地,支持lb和http两种
lpredicates: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
lfilters:路由过滤器,处理请求或响应

网站:

https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/#gateway-request-predicates-factories
注意:
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

4.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微服务返回的响应做处理:
Gateway服务网关_第6张图片

4.1 路由过滤器的种类

Spring提供了31种不同的路由过滤器工厂。例如:
Gateway服务网关_第7张图片
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4.2 实例

请求头过滤器
给所有进入userservice的请求添加一个请求头:Truth=China is freaking awesome!
只需要修改gateway服务的application.yml文件,添加路由过滤即可:

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: user-service 
        uri: lb://userservice 
        predicates: 
        - Path=/user/** 
        filters: # 过滤器
        - AddRequestHeader=Truth, China is freaking awesome! # 添加请求头

在controller测试:
Gateway服务网关_第9张图片

4.3 默认过滤器

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:
gateway服务的application.yml文件

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: user-service 
        uri: lb://userservice 
        predicates: 
        - Path=/user/**
      default-filters: # 默认过滤项
      - AddRequestHeader=Truth, China is freaking awesome! 

4.4过滤器的作用是什么?

①对路由的请求或响应做加工处理,比如添加请求
②配置在路由下的过滤器只对当前路由的请求生效

4.5defaultFilters的作用是什么?

对所有路由都生效的过滤器

5.全局过滤器

5.1 全局过滤器作用

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

public interface GlobalFilter {
    /**
     *  处理当前请求,有必要的话通过{@link GatewayFilterChain}将请求交给下一个过滤器处理
     *
     * @param exchange 请求上下文,里面可以获取Request、Response等信息
     * @param chain 用来把请求委托给下一个过滤器 
     * @return {@code Mono} 返回标示当前过滤器业务结束
     */
    Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain);
}

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最后为了过滤器生效:需要在上面加注解:
@Component :注入到spring当中
@Order :顺序注解, 里面的值越小,优先级越高

5.2 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

6 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:
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6.1 排序的规则是什么呢?

  • 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。
    Gateway服务网关_第14张图片

7.跨域问题

7.1 什么是跨域问题

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
不知道的小伙伴可以查看https://www.ruanyifeng.com/blog/2016/04/cors.html

7.2 解决跨域问题

在gateway服务的application.yml文件中,添加下面的配置:

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

8.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两种:

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

8.1 限流过滤器-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。

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8.2 限流过滤器-漏桶算法

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8.3 限流过滤器-令牌桶算法

Gateway服务网关_第17张图片

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