九、Gateway新一代网关

文章目录

• 一、概述简介
• • 1. 是什么
  • • （1）概述
    • （2）源码架构
  • 2. 可以干什么
  • • （1）微服务架构中网关在哪里
  • 3. 有了Zuul了怎么又出来了gateway
  • • （1） 我们为什么选择Gatway?
    • （2） Spring Cloud Gateway具有如下特性:
    • （3） Spring Cloud Gateway 与Zuul的区别
    • • （1）Zuul1.x模型
      • （2）GateWay模型
• 二、三大核心概念
• • Route(路由)
  • Predicate（断言）
  • Filter(过滤)
  • 总体
• 三、Gateway工作流程
• • 官网总结
  • 核心逻辑
• 四、入门配置
• • • 测试
    • Gateway网关路由两种配置方式
    • 通过微服务名实现动态路由
    • Predicate的使用
    • Filter的使用
    • 自定义过滤器
    • • 示例代码
      • 两个主要接口介绍
      • 能干嘛

一、概述简介

官网：getway官网
zuul官方：git
本文示例代码：码云

1. 是什么

（1）概述

• SpringCloud Gateway是Spring Cloud的一个全新项目，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─种简单有效的统一的API路由管理方式。
• SpringCloud Gateway作为Spring Cloud 生态系统中的网关，目标是替代Zuul，在Spring Cloud 2.0以上版本中，没有对新版本的Zuul 2.0以上最新高性能版本进行集成，仍然还是使用的Zuul 1.x非Reactor模式的老版本。而为了提升网关的性能,
• SpringCloud Gateway是基于WebFlux框架实现的，而WebFlux框架底层则使用了高性能的Reactor模式通信框架Netty.
  Spring Cloud Gateway的目标提供统一的路由方式且基于Filter链的方式提供了网关基本的功能，例如:安全，监控/指标，和限流。
• Spring Cloud Gateway 使用的Webflux中的reactor-netty响应式编程组件，底层使用了Netty通讯框架

（2）源码架构

2. 可以干什么

• 反向代理
• 鉴权
• 流量控制
• 熔断
• 日志监控

（1）微服务架构中网关在哪里

3. 有了Zuul了怎么又出来了gateway

（1） 我们为什么选择Gatway?

一方面因为Zuul1.0已经进入了维护阶段，而且Gateway是SpringCloud团队研发的，是亲儿子产品，值得信赖。而且很多功能Zuul都没有用起来也非常的简单便捷。
Gateway是基于异步非阻塞模型上进行开发的，性能方面不需要担心。虽然Netflix早就发布了最新的Zuul 2.x,但Spring Cloud貌似没有整合计划。而且Netflix相关组件都宣布进入维护期;不知前景如何?
多方面综合考虑Gateway是很理想的网关选择。

（2） Spring Cloud Gateway具有如下特性:

基于Spring Framework 5, Project Reactor和 Spring Boot 2.0进行构建;动态路由:能够匹配任何请求属性;
可以对路由指定 Predicate (断言）和 Filter (过滤器）;集成Hystrix的断路器功能;
集成 Spring Cloud服务发现功能;
易于编写的 Predicate(断言）和Filter (过滤器);
请求限流功能;
支持路径重写。

（3） Spring Cloud Gateway 与Zuul的区别

在SpringCloud Finchley 正式版之前，Spring Cloud推荐的网关是Netflix提供的Zuul:

1. Zuul 1.x，是一个基于阻塞I/O的APl Gateway
2. Zuul 1.x基于Servlet 2.5使用阻塞架构它不支持任何长连接(如 WebSocket)Zuul的设计模式和Nginx较像，每次Ⅳ/О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Nginx用C++实现，Zuul用Java实现，而JVM本身会有第-次加载较慢的情况，使得Zuul的性能相对较差。
3. Zuul 2.x理念更先进，想基于Netty非阻塞和支持长连接，但SpringCloud目前还没有整合。Zuul 2.x的性能较Zuul 1.x有较大提升。在性能方面，根据官方提供的基准测试,Spring Cloud Gateway的RPS(每秒请求数)是Zuul的1.6倍。
4. Spring Cloud Gateway建立在Spring Framework 5、Project Reactor和Spring Boot2之上，使用非阻塞APl。
5. Spring Cloud Gateway还支持 WebSocket，并且与Spring紧密集成拥有更好的开发体验

（1）Zuul1.x模型

Springcloud中所集成的Zuul版本，采用的是Tomcat容器，使用的是传统的Servlet lO处理模型。
学过尚硅谷web中期课程都知道一个题目，Servlet的生命周期?servlet由servlet container进行生命周期管理。container启动时构造servlet对象并调用servlet init)进行初始化;
container运行时接受请求，并为每个请求分配一个线程(一般从线程池中获取空闲线程〉然后调用service()。container关闭时调用servlet destory0销毁servlet;

上述模式的缺点：

servlet是一个简单的网络IO模型，当请求进入servlet container时，servlet container就会为其绑定一个线程，在并发不高的场景下这种模型是适用的。但是一旦高并发(比如抽风用jemeter压)，线程数量就会上涨，而线程资源代价是昂贵的(上线文切换，内存消耗大)严重影响请求的处理时间。在一些简单业务场景下，不希望为每个request分配一个线程，只需要1个或几个线程就能应对极大并发的请求，这种业务场景下servlet模型没有优势
所以Zuul 1.X是基于servlet之上的一个姐塞式处理模型，即soring实现了处理所有request请求的一个servlet(DispatcherServiet)并由该serviet睚塞式处理处理。所以Springcloud zuui无法摆脱servlet模型的弊端

（2）GateWay模型

传统的Web框架，比如说: struts2，springmvc等都是基于Servlet APl与Servlet容器基础之上运行的。但是在Servlet3.1之后有了异步非阻塞的支持。而WebFlux是一个典型非阻塞异步的框架，它的核心是基于Reactor的相关API实现的。相对于传统的web框架来说，它可以运行在诸如Netty, Undertow及支持Servlet3.1的容器上。非阻塞式+函数式编程(Spring5必须让你使用java8)
Spring WebFlux是Spring 5.0引入的新的响应式框架，区别于Spring MVC，它不需要依赖Servlet API，它是完全异步非阻塞的，并且基于Reactor来实现响应式流规范。

二、三大核心概念

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)

• 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

总体

• web请求，通过一些匹配条件，定位到真正的服务节点。并在这个转发过程的前后，进行一些精细化控制。
• predicate就是我们的匹配条件;而filter，就可以理解为一个无所不能的拦截器。有了这两个元素，再加上目标uri，就可以实现一个具体的路由了

三、Gateway工作流程

官网总结

• 客户端向Spring Cloud Gateway发出请求。然后在Gateway Handler Mapping 中找到与请求相匹配的路由，将其发送到GatewayWeb Handler。
• Handler再通过指定的过滤器链来将请求发送到我们实际的服务执行业务逻辑，然后返回。
  过滤器之间用虚线分开是因为过滤器可能会在发送代理请求之前(“pre”)或之后(“post”）执行业务逻辑。|I
• Filter在“pre”类型的过滤器可以做参数校验、权限校验、流量监控、日志输出、协议转换等，
  在“post”类型的过滤器中可以做响应内容、响应头的修改，日志的输出，流量监控等有着非常重要的作用。

核心逻辑

路由转发+执行过滤器链

四、入门配置

pom

<?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>cloud2020</artifactId>
        <groupId>com.atguigu.springcloud</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>cloud-gateway-gateway9527</artifactId>


    <dependencies>
        <!--新增gateway-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.atguigu.springcloud</groupId>
            <artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
            <version>1.0-SNAPSHOT</version>
        </dependency>
        
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <optional>true</optional>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>
 

yml

server:
  port: 9527
spring:
  application:
    name: cloud-gateway
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: payment_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 替换后等价http://localhost:8001/payment/get/**
          predicates:
            - Path=/payment/get/**   #断言,路径相匹配的进行路由

        - id: payment_routh2
          uri: http://localhost:8001
          predicates:
            - Path=/payment/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
 

主启动类

package com.atguigu.springcloud;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class GateWayMain9527 {
    public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run( GateWayMain9527.class,args);
        }
}

测试

• 每添加网关之前
  http://localhost:8001/payment/get/31
• 添加网关后
  http://localhost:9527/payment/get/31

Gateway网关路由两种配置方式

• 在配置文件yml中配置
  看之前的配置
  注意

  浏览器输入http://localhost:9527/guoji
  最终实际访问的地址是http://news.baidu.com/guoji
  也就是说/123123被丢弃了

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: payment_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://news.baidu.com/123123    #匹配后提供服务的路由地址
          predicates:
            - Path=/guoji   #断言,路径相匹配的进行路由

• 代码中注入RouteLocator的Bean(一般不用 不方便麻烦)

@Configuration
public class GateWayConfig {
    @Bean
    public RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder routeLocatorBuilder) {
        RouteLocatorBuilder.Builder routes = routeLocatorBuilder.routes();
        routes.route("path_rote_atguigu", r -> r.path("/guonei").uri("http://news.baidu.com/guonei")).build();
        return routes.build();
    }

}

通过微服务名实现动态路由

server:
  port: 9527
spring:
  application:
    name: 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: payment_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
          predicates:
            - Path=/payment/get/**   #断言,路径相匹配的进行路由

        - id: payment_routh2
          #uri: http://localhost:8001   #匹配后提供服务的路由地址
          uri: lb://cloud-payment-service
          predicates:
            - Path=/payment/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
 

测试

http://localhost:9527/payment/lb

Predicate的使用

具体参考：https://cloud.spring.io/spring-cloud-static/spring-cloud-gateway/2.2.1.RELEASE/reference/html/#gateway-request-predicates-factories官方文档具有示例代码和解释

• Spring Cloud Gateway将路由匹配作为Spring WebFlux HandlerMapping基础架构的一部分。
  Spring Cloud Gateway包括许多内置的Route Predicate工厂。所有这些Predicate都与HTTP请求的不同属性匹配。多个RoutePredicate工厂可以进行组合

• Spring Cloud Gateway创建Route X家i的，使的HBtu Dradicate Factories,Route。Spring Cloud Gateway包含许多内置的Route Predicate Factories。

• 所有这些谓词都匹配HTTP请求的不同属性。多种谓词工厂可以组合，并通过逻辑and。

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

例子：

cookie使用的demo

      routes:
        - id: payment_routh2
          uri: lb://cloud-payment-service
          predicates:
            - Path=/payment/lb/**   #断言,路径相匹配的进行路由
            - After=2020-11-12T19:04:00.102+08:00[Asia/Shanghai] #指定时间之后才会有效果
            - Cookie=username,^zzyy.*     #断言 要求有名为username值 匹配正则^zzyy.*的请求

继承关系类图

常用的

Filter的使用

• 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。
• Spring Cloud Gateway内置了多种路由过滤器，他们都由GatewayFilter的工厂类来产生

生命周期

• 在业务逻辑之前 ：pre
• 在业务逻辑之后 ：post

种类

• 单一过滤器
  具体使用参考官方文档 ：单一过滤器
• 全局过滤器
  具体使用参考官方文档 ：全局过滤器

自定义过滤器

示例代码

@Component
@Slf4j
public class MyLogGateWayFilter implements GlobalFilter, Ordered {
    @Override

    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        /**
         * 请求参数中没有username则拒绝请求
         */
        log.info("*********come in MyLogGateWayFilter: " + new Date());
        String username = exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("username");
        if (StringUtils.isEmpty(username)) {
            log.info("*****用户名为Null 非法用户,(┬＿┬)");
            //设置响应状态码
            exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.NOT_ACCEPTABLE);//给人家一个回应
            //设置为完成状态
            return exchange.getResponse().setComplete();
        }
        //放行
        return chain.filter(exchange);
    }

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

两个主要接口介绍

• GlobalFilter
• Ordered ：加载顺序 数字越小优先级越高

自定义全局GlobalFilter

能干嘛

• 全局日志记录
• 统一网关鉴权