SpringCloud 微服务全栈体系（六）

news2024/11/28 14:39:05

第八章 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。

一、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。

1. 网关的核心功能特性

  • 请求路由
  • 权限控制
  • 限流

2. 架构图

在这里插入图片描述

  • 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。

3. 在 SpringCloud 中网关的实现包括两种

  • gateway
  • zuul

4. 区别

  • 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。

二、Gateway 快速入门

下面演示下网关的基本路由功能。基本步骤如下：

  1. 创建 SpringBoot 工程 gateway，引入网关依赖
  2. 编写启动类
  3. 编写基础配置和路由规则
  4. 启动网关服务进行测试

1. 创建 gateway 服务，引入依赖

  • 创建服务：

在这里插入图片描述

  • 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. 编写启动类

package com.alex.gateway;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class GatewayApplication {

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

3. 编写基础配置和路由规则

  • 创建 application.yml 文件，内容如下：
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。

4. 重启测试

  • 重启网关，访问 http://localhost:10010/user/1 时，符合/user/**规则，请求转发到 uri：http://userservice/user/1，得到了结果：

在这里插入图片描述

5. 网关路由的流程图

  • 整个访问的流程如下：

在这里插入图片描述

6. 总结

6.1 网关搭建步骤

  • 创建项目，引入 nacos 服务发现和 gateway 依赖

  • 配置 application.yml，包括服务基本信息、nacos 地址、路由

6.2 路由配置包括

  • 路由 id：路由的唯一标示

  • 路由目标（uri）：路由的目标地址，http 代表固定地址，lb 代表根据服务名负载均衡

  • 路由断言（predicates）：判断路由的规则

  • 路由过滤器（filters）：对请求或响应做处理

三、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类来处理的，像这样的断言工厂在 SpringCloudGateway 还有十几个:

名称说明示例
After是某个时间点后的请求- After=2037-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver]
Before是某个时间点之前的请求- Before=2031-04-13T15:14:47.433+08:00[Asia/Shanghai]
Between是某两个时间点之前的请求- Between=2037-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver], 2037-01-21T17:42:47.789-07:00[America/Denver]
Cookie请求必须包含某些 cookie- Cookie=chocolate, ch.p
Header请求必须包含某些 header- Header=X-Request-Id, \d+
Host请求必须是访问某个 host（域名）- Host=.somehost.org,.anotherhost.org
Method请求方式必须是指定方式- Method=GET,POST
Path请求路径必须符合指定规则- Path=/red/{segment},/blue/**
Query请求参数必须包含指定参数- Query=name, Jack 或者- Query=name
RemoteAddr请求者的 ip 必须是指定范围- RemoteAddr=192.168.1.1/24
Weight权重处理
  • 只需要掌握 Path 这种路由工程就可以了。

四、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和微服务返回的响应做处理：

在这里插入图片描述

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：
名称说明
AddRequestHeader给当前请求添加一个请求头
RemoveRequestHeader移除请求中的一个请求头
AddResponseHeader给响应结果中添加一个响应头
RemoveResponseHeader从响应结果中移除有一个响应头
RequestRateLimiter限制请求的流量

2. 请求头过滤器

  • 以 AddRequestHeader 为例来讲解。

需求：给所有进入 userservice 的请求添加一个请求头：Truth=Alex 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, Alex is freaking awesome! # 添加请求头
  • 当前过滤器写在 userservice 路由下，因此仅仅对访问 userservice 的请求有效。

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

4. 总结

4.1 过滤器的作用是什么?

  • 对路由的请求或响应做加工处理，比如添加请求头

  • 配置在路由下的过滤器只对当前路由的请求生效

4.2 defaultFilters 的作用是什么？
  • 对所有路由都生效的过滤器

五、全局过滤器

  • 前面学习的过滤器，网关提供了 31 种，但每一种过滤器的作用都是固定的。如果我们希望拦截请求，做自己的业务逻辑则没办法实现。

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<Void>} 返回标示当前过滤器业务结束
     */
    Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain);
}

  • 在 filter 中编写自定义逻辑，可以实现下列功能：

    • 登录状态判断
    • 权限校验
    • 请求限流等

2. 自定义全局过滤器

2.1 需求

  • 定义全局过滤器，拦截请求，判断请求的参数是否满足下面条件：

    • 参数中是否有 authorization，

    • authorization 参数值是否为 admin

  • 如果同时满足则放行，否则拦截

2.2 实现
  • 在 gateway 中定义一个过滤器：
package com.alex.gateway.filters;

import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilterChain;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GlobalFilter;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import reactor.core.publisher.Mono;

@Order(-1)
@Component
public class AuthorizeFilter implements GlobalFilter {
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        // 1.获取请求参数
        MultiValueMap<String, String> params = exchange.getRequest().getQueryParams();
        // 2.获取authorization参数
        String auth = params.getFirst("authorization");
        // 3.校验
        if ("admin".equals(auth)) {
            // 放行
            return chain.filter(exchange);
        }
        // 4.拦截
        // 4.1.禁止访问，设置状态码
        exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.FORBIDDEN);
        // 4.2.结束处理
        return exchange.getResponse().setComplete();
    }
}

3. 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：

在这里插入图片描述

  • 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。

  • 详细内容，可以查看源码：

    • org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinitionRouteLocator#getFilters()方法是先加载 defaultFilters，然后再加载某个 route 的 filters，然后合并。
    • org.springframework.cloud.gateway.handler.FilteringWebHandler#handle()方法会加载全局过滤器，与前面的过滤器合并后根据 order 排序，组织过滤器链

六、跨域问题

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

2. 模拟跨域问题

  • 找到页面文件：
    （见专栏 -> 全栈资料包 -> 资源包/02_cloud）

在这里插入图片描述

  • 放入 tomcat 或者 nginx 这样的 web 服务器中，启动并访问。

  • 可以在浏览器控制台看到下面的错误：

在这里插入图片描述

  • 从 localhost:8090 访问 localhost:10010，端口不同，显然是跨域的请求。

3. 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

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