第五章 Gateway--服务网关

标签：网关断言 -- gateway 转发 Gateway 路由请求

5.1 网关简介

大家都都知道在微服务架构中，一个系统会被拆分为很多个微服务。那么作为客户端要如何去调用这么多的微服务呢？如果没有网关的存在，我们只能在客户端记录每个微服务的地址，然后分别去调用。

这样的架构，会存在着诸多的问题：

客户端多次请求不同的微服务，增加客户端代码或配置编写的复杂性

认证复杂，每个服务都需要独立认证。存在跨域请求，在一定场景下处理相对复杂。

上面的这些问题可以借助API网关来解决。所谓的API网关，就是指系统的统一入口，它封装了应用程序的内部结构，为客户端提供统一服

务，一些与业务本身功能无关的公共逻辑可以在这里实现，诸如认证、鉴权、监控、路由转发等等。

添加上API网关之后，系统的架构图变成了如下所示：

我们也可以观察下，我们现在的整体架构图：

在业界比较流行的网关，有下面这些：

Ngnix+lua

使用nginx的反向代理和负载均衡可实现对api服务器的负载均衡及高可用 lua是一种脚本语言,可以来编写一些简单的逻辑, nginx支持lua脚本

Kong

基于Nginx+Lua开发，性能高，稳定，有多个可用的插件(限流、鉴权等等)可以开箱即用。问题：只支持Http协议；二次开发，自由扩展困难；提供管理API，缺乏更易用的管控、配置方式。

Zuul Netﬂix开源的网关，功能丰富，使用JAVA开发，易于二次开发问题：缺乏管控，无法动态配

置；依赖组件较多；处理Http请求依赖的是Web容器，性能不如Nginx

Spring Cloud Gateway

Spring公司为了替换Zuul而开发的网关服务，将在下面具体介绍。

注意：SpringCloud alibaba技术栈中并没有提供自己的网关，我们可以采用Spring Cloud Gateway来做网关

5.2 Gateway简介

Spring Cloud Gateway是Spring公司基于Spring 5.0，Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等技术开发的网关，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。它的目标是替代 Netﬂix Zuul，其不仅提供统一的路由方式，并且基于 Filter 链的方式提供了网关基本的功能，例如：安全，监控和限流。

优点：

性能强劲：是第一代网关Zuul的1.6倍

功能强大：内置了很多实用的功能，例如转发、监控、限流等设计优雅，容易扩展

缺点：

其实现依赖Netty与WebFlux，不是传统的Servlet编程模型，学习成本高

不能将其部署在Tomcat、Jetty等Servlet容器里，只能打成jar包执行需要Spring Boot 2.0及以上的版本，才支持

5.3 Gateway快速入门

要求: 通过浏览器访问api网关,然后通过网关将请求转发到商品微服务

第1步：创建一个 api-gateway的模块,导入相关依赖

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>shop-parent</artifactId>
        <groupId>com.shop</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <artifactId>api-gateway</artifactId>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

第2步: 创建主类

package com.shop.api.gateway;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.jdbc.DataSourceAutoConfiguration;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
@SpringBootApplication(exclude= DataSourceAutoConfiguration.class )//排除数据库连接
public class ApiGatewayApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ApiGatewayApplication.class,args);
    }
}

第3步: 添加配置文件

server:
  port: 7000
spring:
  application:
    name: api-gateway
  cloud:
    gateway:
      routes:  # 路由数组[路由 就是指定当请求满足什么条件的时候转到哪个微服务]
        - id: product_route # 当前路由的标识, 要求唯一
          uri: http://localhost:8081 # 请求要转发到的地址
          order: 1 # 路由的优先级,数字越小级别越高
          predicates: # 断言(就是路由转发要满足的条件)
            - Path=/product-serv/** # 当请求路径满足Path指定的规则时,才进行路由转发
          filters: # 过滤器,请求在传递过程中可以通过过滤器对其进行一定的修改
            - StripPrefix=1

第4步: 启动项目, 并通过网关去访问微服务

5.3.2 增强版

现在在配置文件中写死了转发路径的地址, 前面我们已经分析过地址写死带来的问题, 接下来我们从注册中心获取此地址。

第1步：加入nacos依赖

<!--nacos客户端-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

第2步：在主类上添加注解

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

第3步：修改配置文件

server:
  port: 7000
spring:
  application:
    name: api-gateway
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true
      routes:  # 路由数组[路由 就是指定当请求满足什么条件的时候转到哪个微服务]
        - id: product_route # 当前路由的标识, 要求唯一
          #uri: http://localhost:8081 # 请求要转发到的地址
          uri: lb://service-product # lb指的是从nacos中按照名称获取微服务,并遵循负载均衡策略
          order: 1 # 路由的优先级,数字越小级别越高
          predicates: # 断言(就是路由转发要满足的条件)
            - Path=/product-serv/** # 当请求路径满足Path指定的规则时,才进行路由转发
          filters: # 过滤器,请求在传递过程中可以通过过滤器对其进行一定的修改
            - StripPrefix=1

第4步:测试

5.3.3 简写版

第1步: 去掉关于路由的配置

server:
  port: 7000
spring:
  application:
    name: api-gateway
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true

第2步: 启动项目，并通过网关去访问微服务

这时候，就发现只要按照网关地址/微服务/接口的格式去访问，就可以得到成功响应。

5.4 Gateway核心架构

5.4.1 基本概念

路由(Route) 是 gateway 中最基本的组件之一，表示一个具体的路由信息载体。主要定义了下面的几个信息:

id，路由标识符，区别于其他 Route。

uri，路由指向的目的地 uri，即客户端请求最终被转发到的微服务。

order，用于多个 Route 之间的排序，数值越小排序越靠前，匹配优先级越高。

predicate，断言的作用是进行条件判断，只有断言都返回真，才会真正的执行路由。

ﬁlter，过滤器用于修改请求和响应信息。

5.4.2 执行流程

执行流程大体如下：

1. Gateway Client向Gateway Server发送请求
2. 请求首先会被HttpWebHandlerAdapter进行提取组装成网关上下文
3. 然后网关的上下文会传递到DispatcherHandler，它负责将请求分发给RoutePredicateHandlerMapping
4. RoutePredicateHandlerMapping负责路由查找，并根据路由断言判断路由是否可用
5. 如果过断言成功，由FilteringWebHandler创建过滤器链并调用

6. 请求会一次经过PreFilter--微服务--PostFilter的方法，最终返回响应

5.5 断言

Predicate(断言, 谓词) 用于进行条件判断，只有断言都返回真，才会真正的执行路由。断言就是说: 在 什么条件下 才能进行路由转发

5.5.1 内置路由断言工厂

SpringCloud Gateway包括许多内置的断言工厂，所有这些断言都与HTTP请求的不同属性匹配。具体如下：

基于Datetime类型的断言工厂

此类型的断言根据时间做判断，主要有三个：

AfterRoutePredicateFactory：接收一个日期参数，判断请求日期是否晚于指定日期 BeforeRoutePredicateFactory：接收一个日期参数，判断请求日期是否早于指定日期 BetweenRoutePredicateFactory：接收两个日期参数，判断请求日期是否在指定时间段内

-After=2019-12-31T23:59:59.789+08:00[Asia/Shanghai]

基于远程地址的断言工厂 RemoteAddrRoutePredicateFactory：接收一个IP地址段，判断请求主

机地址是否在地址段中

-RemoteAddr=192.168.1.1/24

基于Cookie的断言工厂

CookieRoutePredicateFactory：接收两个参数，cookie 名字和一个正则表达式。判断请求

cookie是否具有给定名称且值与正则表达式匹配。

-Cookie=chocolate, ch.

基于Header的断言工厂

HeaderRoutePredicateFactory：接收两个参数，标题名称和正则表达式。判断请求Header是否具有给定名称且值与正则表达式匹配。

-Header=X-Request-Id, \d+

基于Host的断言工厂

HostRoutePredicateFactory：接收一个参数，主机名模式。判断请求的Host是否满足匹配规则。

-Host=**.testhost.org

基于Method请求方法的断言工厂

MethodRoutePredicateFactory：接收一个参数，判断请求类型是否跟指定的类型匹配。

-Method=GET

基于Path请求路径的断言工厂

PathRoutePredicateFactory：接收一个参数，判断请求的URI部分是否满足路径规则。

-Path=/foo/{segment}

基于Query请求参数的断言工厂

QueryRoutePredicateFactory ：接收两个参数，请求param和正则表达式，判断请求参数是否具有给定名称且值与正则表达式匹配。

-Query=baz, ba.

基于路由权重的断言工厂

WeightRoutePredicateFactory：接收一个[组名,权重], 然后对于同一个组内的路由按照权重转发

routes:

-id: weight_route1 uri: host1 predicates:

-Path=/product/**

-Weight=group3, 1

-id: weight_route2 uri: host2 predicates: