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SpringCloud Gateway


SpringCloud Gateway 服务网关

相关链接:

一、概述

https://github.com/Netflix/zuul/wiki

zuul 2 难产了….

Spring Cloud 就整了个SpringCloud Gateway

官方的使用说明文档:

https://cloud.spring.io/spring-cloud-static/spring-cloud-gateway/2.2.1.RELEASE/reference/html/

1、基本介绍

Gateway 是在 spring 的生态系统圈之上构建的API 网关服务组件。

SpringCloud Gateway 是基于Spring5,SpringBoot 2 和 Project Reactor等技术,可以提供一种简单而有效的方式来对API进行路由管理,还提供了一些强大的过滤功能。

如:安全、监控、熔断、限流、重试等

相比较而言,Zuul 1.x 是非Reactor 模式的老版本。为了提升网关性能,Gateway 基于WebFlux 框架实现,而WebFlux框架底层使用了高性能的Reactor模式通信框架Netty。

Gateway 目标提供统一的路由方式,且基于Filter链的方式提供网关的基本功能。

SpringCloud Gateway 可以完成代理、鉴权、流量控制、熔断、日志监控等。

2、架构角色介绍

Gateway在架构中的角色

二、SpringCloud Gateway

1、主要特点

(1)基于Spring5,SpringBoot 2 和 Project Reactor等技术构建。

(2)动态路由;能够匹配任何请求属性。

(3)对路由进行断言(Predicate)和过滤(Filter),编写方便;

(4)集成Hystrix的断路器功能;

(5)集成Spring Cloud 服务发现功能;

(6)对请求进行限流;

(7)支持路径重写;

2、Gateway与 Zuul

在Spring Cloud Finchley 正式版之前官方推荐网关是Netflix 提供的Zuul,现在的最新版是 Spring Cloud Hoxton 。

ZuulGateway
Zuul 1.x 是基于一个阻塞I/O 的API网关基于Netty的非阻塞IO的API网关。
Zuul 1.x 是基于Servlet2.5 使用阻塞架构,不支持长连接(如WebSocket)
Zuul 的设计模式和Nginx 较像,每次I/O操作都是从工作线程中选择一个执行,请求线程被阻塞到工作线程完成,但是差别是Ngixn是C++实现,Zuul 是用Java实现的,JVM本身就有第一次加载较慢的情况,使Zuul的性能相对较差。
基于Spring5,SpringBoot 2 和 Project Reactor等技术构建。Gateway 基于WebFlux 框架实现,底层是非阻塞的Netty,webFux 是典型的非阻塞异步响应式框架,支持非阻塞+函数式编程。支持长连接,支持websocket。
Zuul 2.x 理念更先进,计划基于Netty 非阻塞支持长连接,但Spring Cloud 没有整合。Zuul 2比Zuul1 有较大提升。Gateway 属于spring 生态圈,与spring 相关组件紧密集成,更好的组合适配,更好的开发体验。

3、Gateway组件

Gateway 三个核心的概念:

  • Route 路由。路由是构建网关的基本模块,它由ID,目标URI,一系列的断言和过滤器组成,如果断言为true则匹配该路由。
  • Predicate 断言。参考的是java8的java.util.function.Predicate开发人员可以匹配HTTP请求中的所有内容(例如请求头或请求参数),如果请求与断言相匹配则进行路由。
  • Filter 过滤。指的是Spring框架中GatewayFilter的实例,使用过滤器,可以在请求被路由前或者之后对请求进行修改。

三、Gateway-路由使用

新建微服务ms-cloud-gateway,端口2244

1、引入POM依赖

 <!--新增gateway-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
        </dependency>

2、添加配置

server:
  port: 2244

spring:
  application:
    name: ms-cloud-gateway

eureka:
  instance:
    hostname: ms-cloud-gateway-service
  client:
    service-url:
      register-with-eureka: true
      fetch-registry: true
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka

3、启动类

其实就是之前的Eureka 服务注册服务发现。

package com.xiaocai.springcloud;


import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class GateWayMain2244 {
    public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run( GateWayMain2244.class,args);
        }
}

4、网关路由映射

如果不想暴露微服务的6001端口,希望在6001外面套一层2244。

关于网关路由映射的配置方式,有两种方式,这里先使用YML操作方式、Java的方式参见6。

server:
  port: 2244

spring:
  application:
    name: ms-cloud-gateway
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user_routh #路由的ID,没有固定规则但要求唯一,建议配合服务名
          uri: http://localhost:6001   #匹配后提供服务的路由地址
          predicates:
            - Path=/v1/user/get/**   #断言,路径相匹配的进行路由

        - id: user_routh2
          uri: http://localhost:6001
          predicates:
            - Path=/v1/user/lb/**   #断言,路径相匹配的进行路由
eureka:
  instance:
    hostname: ms-cloud-gateway-service
  client:
    service-url:
      register-with-eureka: true
      fetch-registry: true
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka            

5、测试

启动Eureka 注册中心,启动服务提供方,启动Gateway网关工程。

直接访问(不使用网关)原有地址:http://localhost:6001/v1/user/get/10

通过网关访问地址:http://localhost:2244/v1/user/get/10

6、网关路由映射-Java版

只需在代码中注入 RouteLocator的Bean即可。

不在YML中写,创建配置类GateWayConfig

package com.xiaocai.springcloud.config;

import org.springframework.cloud.gateway.route.RouteLocator;
import org.springframework.cloud.gateway.route.builder.RouteLocatorBuilder;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class GateWayConfig {

    @Bean
    public RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder routeLocatorBuilder) {
        RouteLocatorBuilder.Builder routes = routeLocatorBuilder.routes();
        routes.route("path_rote_xiaocai", r -> r.path("/xiaocai").uri("http://zhangxiaocai.com/xiaocai")).build();
        return routes.build();
    }
}

7、微服务名动态路由

默认情况下Gateway会根据注册中心的服务列表,以注册中心上微服务名为路径创建动态路由进行转发,从而实现动态路由的功能。

修改YML配置:

server:
  port: 2244

spring:
  application:
    name: ms-cloud-gateway
  cloud:
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true  #开启从注册中心动态创建路由的功能,利用微服务名进行路由
      routes:
        - id: user_routh #路由的ID,没有固定规则但要求唯一,建议配合服务名
          #uri: http://localhost:8001   #匹配后提供服务的路由地址
          uri: lb://cloud-payment-service # 使用lb协议,表示启用Gateway的负载均衡功能
          predicates:
            - Path=/v1/user/get/**   #断言,路径相匹配的进行路由

        - id: user_routh2
          #uri: http://localhost:8001   #匹配后提供服务的路由地址
          uri: lb://cloud-payment-service
          predicates:
            - Path=/v1/user/lb/**   #断言,路径相匹配的进行路由


eureka:
  instance:
    hostname: cloud-gateway-service
  client:
    service-url:
      register-with-eureka: true
      fetch-registry: true
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka

lb://serviceNamespring cloud gateway在微服务中自动为我们创建的负载均衡uri。

动态路由测试

启动Eureka 服务注册中心,启动两个服务提供者,端口分别是6001,6002,启动Gateway网关。

http://localhost:2244/v1/user/lb

/v1/user/lb 方法返回各自的端口号,负载均衡默认使用轮询算法,如果两个端口交替出现,说明Gateway的负载均衡起作用了。

四、Gateway-断言

启动Gateway2244工程,可以看到控制台打印信息中有以下字样:

Loaded RoutePredicateFactory [ xxx]

SpringCloud Gateway 将路由匹配作为 Spring WebFlux HandlerMapping基础架构的一部分。

SpringCloud Gateway 包括许多内置的Route Predicate Factory ( 路由断言工厂)。所有这些Predicate 都与HTTP请求的不同属性匹配。多个Route Predicate 工厂可以通过逻辑and进行组合。

SpringCloud Gateway 创建Route 对象时,使用RoutePredicateFactory 创建 Predicate 对象,Predicate对象可以赋值给Route。

常用Route Predicate

常用的Predicate

(1)After Route Predicate 在某个时间点之后断言为true,即在时间点之后访问地址开始生效;

时间格式为java8里的带时区的时间:

ZonedDateTime zonedDateTime = ZonedDateTime.now();
System.out.println(zonedDateTime);

对应的YML配置:


spring:
  application:
    name: ms-cloud-gateway
  cloud:
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true  #开启从注册中心动态创建路由的功能,利用微服务名进行路由
      routes:
        - id: user_routh #路由的ID,没有固定规则但要求唯一,建议配合服务名
          #uri: http://localhost:8001   #匹配后提供服务的路由地址
          uri: lb://cloud-payment-service # 使用lb协议,表示启用Gateway的负载均衡功能
          predicates:
            - Path=/v1/user/get/**   #断言,路径相匹配的进行路由
            - After=2020-09-28T10:59:34.102+08:00[Asia/Shanghai]

(2)Before Route Predicate 在某个时间点之前断言为true,即在时间点之后访问地址开始失效;

配置示例:

spring:
  application:
    name: ms-cloud-gateway
  cloud:
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true  #开启从注册中心动态创建路由的功能,利用微服务名进行路由
      routes:
        - id: user_routh2
          uri: lb://cloud-payment-service
          predicates:
            - Path=/v1/user/lb/**   #断言,路径相匹配的进行路由
            - Before=2020-09-28T10:59:34.102+08:00[Asia/Shanghai]

(3)Between Route Predicate 在某个时间点之后断言为true,即在时间区间内访问地址生效;

配置示例:

spring:
  application:
    name: ms-cloud-gateway
  cloud:
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true  #开启从注册中心动态创建路由的功能,利用微服务名进行路由
      routes:
        - id: user_routh2
          uri: lb://cloud-payment-service
          predicates:
            - Path=/v1/user/lb/**   #断言,路径相匹配的进行路由
            - Between=2020-09-28T11:59:34.102+08:00[Asia/Shanghai] ,  2020-09-28T12:03:34.102+08:00[Asia/Shanghai]

(4)Cookie Route Predicate

spring:
  application:
    name: ms-cloud-gateway
  cloud:
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true  #开启从注册中心动态创建路由的功能,利用微服务名进行路由
      routes:
        - id: user_routh2
          uri: lb://cloud-payment-service
          predicates:
            - Path=/v1/user/lb/**   #断言,路径相匹配的进行路由
            - Cookie=username,atguigu    #并且Cookie是username=zhangshuai才能访问

测试地址:

(5)Header Route Predicate

spring:
  application:
    name: ms-cloud-gateway
  cloud:
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true  #开启从注册中心动态创建路由的功能,利用微服务名进行路由
      routes:
        - id: user_routh2
          uri: lb://cloud-payment-service
          predicates:
            - Path=/v1/user/lb/**   #断言,路径相匹配的进行路由
            - Cookie=username,atguigu    #并且Cookie是username=zhangshuai才能访问
            - Header=X-Request-Id, \d+   #请求头中要有X-Request-Id属性并且值为整数的正则表达式

curl http://localhost:2244/v1/user/lb -H “x=Request-id:!23”

(6)Host Route Predicate

spring:
  application:
    name: ms-cloud-gateway
  cloud:
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true  #开启从注册中心动态创建路由的功能,利用微服务名进行路由
      routes:
        - id: user_routh2
          uri: lb://cloud-payment-service
          predicates:
            - Path=/v1/user/lb/**   #断言,路径相匹配的进行路由
            - Cookie=username,atguigu    #并且Cookie是username=zhangshuai才能访问
            - Header=X-Request-Id, \d+   #请求头中要有X-Request-Id属性并且值为整数的正则表达式
            - Host=**.xiaocai.com

(7)Method Route Predicate

spring:
  application:
    name: ms-cloud-gateway
  cloud:
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true  #开启从注册中心动态创建路由的功能,利用微服务名进行路由
      routes:
        - id: user_routh2
          uri: lb://cloud-payment-service
          predicates:
            - Path=/v1/user/lb/**   #断言,路径相匹配的进行路由
            - Cookie=username,atguigu    #并且Cookie是username=zhangshuai才能访问
            - Header=X-Request-Id, \d+   #请求头中要有X-Request-Id属性并且值为整数的正则表达式
            - Host=**.xiaocai.com
            - Method=GET

(8)Path Route Predicate

使用最多的一个。

- Path=/v1/user/lb/**   #断言,路径相匹配的进行路由

(9)Query Route Predicate

spring:
  application:
    name: ms-cloud-gateway
  cloud:
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true  #开启从注册中心动态创建路由的功能,利用微服务名进行路由
      routes:
        - id: user_routh2
          uri: lb://cloud-payment-service
          predicates:
            - Path=/v1/user/lb/**   #断言,路径相匹配的进行路由
            - Cookie=username,atguigu    #并且Cookie是username=zhangshuai才能访问
            - Header=X-Request-Id, \d+   #请求头中要有X-Request-Id属性并且值为整数的正则表达式
            - Host=**.xiaocai.com
            - Method=GET
            - Query=username, \d+ #要有参数名称并且是正整数才能路由

Predicate就是为了实现一组匹配规则,使得请求过来找到对应的Route进行处理。

五、Gateway-过滤

1、Filter简介

路由过滤器可用于修改进入的HTTP请求和返回的HTTP响应,路由过滤器只能指定路由进行使用。

SpringCloud Gateway 内置了多种路由过滤器,都是有GatewayFilter的工厂来产生。

Filter的生命周期

  • pre 在业务逻辑之前
  • post 在业务逻辑之后

Filter的类型

  • 单一的-GatewayFilter ,官方列举31种
  • 全局的-GlobalFilter ,官方列举10种
    • AddRequestHeader
    • AddRequestParameter
    • AddResponseHeader
    • DedupeResponseHeader
    • Hystrix
    • CircuitBreaker
    • FallbackHeaders
    • MapRequestHeader
    • PrefixPath
    • PreserveHostHeader

官方文档说明:https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/2.2.5.RELEASE/reference/html/#gatewayfilter-factories

后续在实际工作中遇到再补充,大部分基本上都可以见名知意。

2、自定义Filter

自定义GlobalFilter可以进行全局的日志记录,统一的网关鉴权等。

若要自定义全局的GlobalFilter,需要类实现两个接口GlobalFilterOrdered

自定义全局的GlobalFilter

示例:

package com.xiaocai.springcloud.filter;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilterChain;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GlobalFilter;
import org.springframework.core.Ordered;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.StringUtils;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import reactor.core.publisher.Mono;

import java.util.Date;

@Component
@Slf4j
public class MyLogGateWayFilter implements GlobalFilter,Ordered {
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {

        log.info("*********come in MyLogGateWayFilter: "+new Date());
        String uname = exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("username");
        if(StringUtils.isEmpty(username)){
            log.info("*****用户名为Null 非法用户,(┬_┬)");
            exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.NOT_ACCEPTABLE);//给人家一个回应
            return exchange.getResponse().setComplete();
        }
        return chain.filter(exchange);
    }

    @Override
    public int getOrder() {
        return 0;
    }
}

测试

启动Eureka 注册中心,启动两个服务提供者,启动Gateway网关。

测试访问地址:http://localhost:2244/v1/user/lb?uname=gtway

再测试路径1:http://localhost:2244/v1/user/lb

再测试路径2:http://localhost:2244/v1/user/lb?uname



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