04.SpringCloud网关-gateway

1.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。‘

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.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。

网关的核心功能特性：

请求路由
权限控制
限流

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，在网关中按照下游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.gateway快速入门

下面，我们就演示下网关的基本路由功能。基本步骤如下：

创建SpringBoot工程gateway，引入网关依赖
编写启动类
编写基础配置和路由规则
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>

我们需要使用eureka或者nacos的方式进行服务注册，因为网关负载均衡需要从服务注册中心获取实例列表。

2）编写启动类

package cn.itcast.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。

服务负载均衡的方式：
在之前的章节中我们提到过@LoadBalanced注解进行负载均衡，这里用网关进行负载均衡，这两种方式的区别或者是哪种更好？

进行请求负载均衡时，可以通过@LoadBalanced注解或者网关的lb配置来实现。
@LoadBalanced注解是Spring Cloud提供的一个注解，用于开启RestTemplate或Feign客户端的负载均衡功能。当我们在使用RestTemplate或Feign客户端发送HTTP请求时，只需要在创建这些对象时加上@LoadBalanced注解，就能够自动实现请求的负载均衡。具体的负载均衡算法和节点选择方式，则取决于当前所使用的服务注册中心或负载均衡组件。

网关的lb配置则是指在网关层面进行负载均衡。在使用Spring Cloud Gateway等网关组件时，我们可以通过配置lb参数来指定负载均衡策略和目标服务的选择规则。例如，我们可以在路由配置中使用lb参数来指定某个服务的负载均衡策略和节点选择规则。具体的配置方式和参数含义，可以参考各个网关组件的官方文档。
总之，无论是@LoadBalanced注解还是网关的lb配置，它们都可以实现请求的负载均衡。具体的实现方式和选择规则，则取决于当前所使用的服务注册中心、负载均衡组件或网关组件。

如果配置的网关，那么所有的请求都会经过网关【如果你这么配置了】，即使是服务之间的调用也要经过网关，所以使用网关的负载均衡就可以了。如果没有配置网关就使用@LoadBalanced注解的方式。

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

访问userService才可以使用端口10010，而访问orderService不可以，因为gateway并没有路由到orderService。使用http://localhost:8081/user/1也可以访问到userService服务，因为userService配置文件中开启8081端口，即使不配置也会采用默认的8080端口，所以我们可以通过这个端口直接访问到该服务，所以网关有什么用呢？

因为我们目前都是在本地环境上进行微服务项目练习的，所以各个端口我们都可以访问到，但是当项目部署后，服务器上的端口就需要我们配置放开后才能供别的IP地址访问到，所有请求都要经过网关，所以我们的网关端口10010就可以放开给所有IP地址，而要访问8081端口和8080端口上部署的userservice服务，需要先经过网关，所以不能放开给所有IP地址，只放开给网关IP即可。这样用户要访问userservice服务的时候就必须去访问网关，由网关路由给userservice服务，而不能绕过网关访问userservice服务。

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

总结：

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

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

接下来，就重点来学习路由断言和路由过滤器的详细知识

4.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

我们只需要掌握Path这种路由工程就可以了。

5.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

下面我们以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=itcast 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, Itcast 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, Itcast is freaking awesome!

4）总结

过滤器的作用是什么？

① 对路由的请求或响应做加工处理，比如添加请求头

② 配置在路由下的过滤器只对当前路由的请求生效

defaultFilters的作用是什么？

① 对所有路由都生效的过滤器

6.全局过滤器

上一节学习的过滤器，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，在拦截器中定义自己的业务逻辑则没办法使用上述提到过滤器。

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);
}

Mono表示响应式编程，返回值应该是一个事件，chain.filter(exchange)表示沿着过滤器链继续执行，exchange.getResponse().setComplete()表示终止。

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

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

实现：

在gateway中定义一个过滤器：

package cn.itcast.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) //设置过滤器的顺序，越小优先级越高
@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，这个方法表示获取第一个
        String auth = params.getFirst("authorization");
        // 3.校验
        if ("admin".equals(auth)) {
            // 放行，这里放行的逻辑为调用过滤器链的下一个过滤器的filter方法
            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

7.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：之前我们没有添加网关的时候是直接在类上添加一个@CrossOrigin注解。更多解决方案可以看我的博客。现在我们来看下另一种解决方式。

2）模拟跨域问题

找到资料的页面文件：
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