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SpringCloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么

發(fā)布時間:2023-04-04 11:44:11 來源:億速云 閱讀:152 作者:iii 欄目:開發(fā)技術(shù)

這篇文章主要介紹“SpringCloud Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么”的相關(guān)知識,小編通過實際案例向大家展示操作過程,操作方法簡單快捷,實用性強,希望這篇“SpringCloud Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么”文章能幫助大家解決問題。

    一、為什么需要服務(wù)網(wǎng)關(guān):

    1、什么是服務(wù)網(wǎng)關(guān):

            傳統(tǒng)的單體架構(gòu)中只需要開放一個服務(wù)給客戶端調(diào)用,但是微服務(wù)架構(gòu)中是將一個系統(tǒng)拆分成多個微服務(wù),如果沒有網(wǎng)關(guān),客戶端只能在本地記錄每個微服務(wù)的調(diào)用地址,當需要調(diào)用的微服務(wù)數(shù)量很多時,它需要了解每個服務(wù)的接口,這個工作量很大。那有了網(wǎng)關(guān)之后,能夠起到怎樣的改善呢?

            網(wǎng)關(guān)作為系統(tǒng)的唯一流量入口,封裝內(nèi)部系統(tǒng)的架構(gòu),所有請求都先經(jīng)過網(wǎng)關(guān),由網(wǎng)關(guān)將請求路由到合適的微服務(wù),所以,使用網(wǎng)關(guān)的好處在于:

    • (1)簡化客戶端的工作。網(wǎng)關(guān)將微服務(wù)封裝起來后,客戶端只需同網(wǎng)關(guān)交互,而不必調(diào)用各個不同服務(wù);

    • (2)降低函數(shù)間的耦合度。 一旦服務(wù)接口修改,只需修改網(wǎng)關(guān)的路由策略,不必修改每個調(diào)用該函數(shù)的客戶端,從而減少了程序間的耦合性

    • (3)解放開發(fā)人員把精力專注于業(yè)務(wù)邏輯的實現(xiàn)。由網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一實現(xiàn)服務(wù)路由(灰度與ABTest)、負載均衡、訪問控制、流控熔斷降級等非業(yè)務(wù)相關(guān)功能,而不需要每個服務(wù) API 實現(xiàn)時都去考慮

            但是 API 網(wǎng)關(guān)也存在不足之處,在微服務(wù)這種去中心化的架構(gòu)中,網(wǎng)關(guān)又成了一個中心點或瓶頸點,它增加了一個我們必須開發(fā)、部署和維護的高可用組件。正是由于這個原因,在網(wǎng)關(guān)設(shè)計時必須考慮即使 API 網(wǎng)關(guān)宕機也不要影響到服務(wù)的調(diào)用和運行,所以需要對網(wǎng)關(guān)的響應(yīng)結(jié)果有數(shù)據(jù)緩存能力,通過返回緩存數(shù)據(jù)或默認數(shù)據(jù)屏蔽后端服務(wù)的失敗。

            在服務(wù)的調(diào)用方式上面,網(wǎng)關(guān)也有一定的要求,API 網(wǎng)關(guān)最好是支持 I/O 異步、同步非阻塞的,如果服務(wù)是同步阻塞調(diào)用,可以理解為微服務(wù)模塊之間是沒有徹底解耦的,即如果A依賴B提供的API,如果B提供的服務(wù)不可用將直接影響到A不可用,除非同步服務(wù)調(diào)用在API網(wǎng)關(guān)層或客戶端做了相應(yīng)的緩存。因此為了徹底解耦,在微服務(wù)調(diào)用上更建議選擇異步方式進行。而對于 API 網(wǎng)關(guān)需要通過底層多個細粒度的 API 組合的場景,推薦采用響應(yīng)式編程模型進行而不是傳統(tǒng)的異步回調(diào)方法組合代碼,其原因除了采用回調(diào)方式導(dǎo)致的代碼混亂外,還有就是對于 API 組合本身可能存在并行或先后調(diào)用,對于采用回調(diào)方式往往很難控制。

    2、服務(wù)網(wǎng)關(guān)的基本功能:

    SpringCloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么

    3、流量網(wǎng)關(guān)與服務(wù)網(wǎng)關(guān)的區(qū)別:

    SpringCloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么

            流量網(wǎng)關(guān)和服務(wù)網(wǎng)關(guān)在系統(tǒng)整體架構(gòu)中所處的位置如上圖所示,流量網(wǎng)關(guān)(如Nignx)是指提供全局性的、與后端業(yè)務(wù)應(yīng)用無關(guān)的策略,例如 HTTPS證書卸載、Web防火墻、全局流量監(jiān)控等。而微服務(wù)網(wǎng)關(guān)(如Spring Cloud Gateway)是指與業(yè)務(wù)緊耦合的、提供單個業(yè)務(wù)域級別的策略,如服務(wù)治理、身份認證等。也就是說,流量網(wǎng)關(guān)負責(zé)南北向流量調(diào)度及安全防護,微服務(wù)網(wǎng)關(guān)負責(zé)東西向流量調(diào)度及服務(wù)治理。

    二、服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署:

    1、主流網(wǎng)關(guān)的對比與選型:

    SpringCloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么

     (1)Kong 網(wǎng)關(guān):Kong 的性能非常好,非常適合做流量網(wǎng)關(guān),但是對于復(fù)雜系統(tǒng)不建議業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)用 Kong,主要是工程性方面的考慮

    (2)Zuul1.x 網(wǎng)關(guān):Zuul 1.0 的落地經(jīng)驗豐富,但是性能差、基于同步阻塞IO,適合中小架構(gòu),不適合并發(fā)流量高的場景,因為容易產(chǎn)生線程耗盡,導(dǎo)致請求被拒絕的情況

    (3)gateway 網(wǎng)關(guān):功能強大豐富,性能好,官方基準測試 RPS (每秒請求數(shù))是Zuul的1.6倍,能與 SpringCloud 生態(tài)很好兼容,單從流式編程+支持異步上也足以讓開發(fā)者選擇它了。

    (4)Zuul 2.x:性能與 gateway 差不多,基于非阻塞的,支持長連接,但 SpringCloud 沒有集成 zuul2 的計劃,并且 Netflix 相關(guān)組件都宣布進入維護期,前景未知。

            綜上,gateway 網(wǎng)關(guān)更加適合 SpringCloud 項目,而從發(fā)展趨勢上看,gateway 替代 zuul 也是必然的。

    2、Spring Cloud Gateway 網(wǎng)關(guān)的搭建:

    (1)聲明依賴版本號:

    	<properties>
    		<spring-boot.version>2.3.2.RELEASE</spring-boot.version>
    		<spring-cloud.version>Hoxton.SR9</spring-cloud.version>
    		<spring-cloud-alibaba.version>2.2.6.RELEASE</spring-cloud-alibaba.version>
    	</properties>
     
    	<!-- 只聲明依賴,不引入依賴 -->
    	<dependencyManagement>
    		<dependencies>
    			<!-- 聲明springBoot版本 -->
    			<dependency>
    				<groupId>org.springframework.boot</groupId>
    				<artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
    				<version>${spring-boot.version}</version>
    				<type>pom</type>
    				<scope>import</scope>
    			</dependency>
    			<!-- 聲明springCloud版本 -->
    			<dependency>
    				<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    				<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
    				<version>${spring-cloud.version}</version>
    				<type>pom</type>
    				<scope>import</scope>
    			</dependency>
    			<!-- 聲明 springCloud Alibaba 版本 -->
    			<dependency>
    				<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    				<artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
    				<version>${spring-cloud-alibaba.version}</version>
    				<type>pom</type>
    				<scope>import</scope>
    			</dependency>
    		</dependencies>
    	</dependencyManagement>

    (2)添加依賴:

    <!-- 引入gateway網(wǎng)關(guān) -->
    <dependency>
    	<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    	<artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
    	<exclusions>
            <exclusion>
    			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
            	<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
            </exclusion>
        </exclusions>
    </dependency>

    注意:一定要排除掉 spring-boot-starter-web 依賴,否則啟動報錯

    (3)配置項目名與端口:

    server:
      port: 9023
      servlet:
        context-path: /${spring.application.name}
    spring:
      application:
        name: gateway

    好了,網(wǎng)關(guān)項目搭建完成,其實就添加這么一個依賴,關(guān)于詳細的配置以及作用下文介紹。

    3、Spring Cloud Gateway 配置項的說明:

            在介紹 Spring Cloud Gateway 的配置項之前,我們先了解幾個 Spring Cloud Gateway 的核心術(shù)語:

    • 斷言(Predicate):參照 Java8 的新特性Predicate,允許開發(fā)人員匹配 HTTP 請求中的任何內(nèi)容,比如請求頭或請求參數(shù),最后根據(jù)匹配結(jié)果返回一個布爾值。

    • 路由(route):由ID、目標URI、斷言集合和過濾器集合組成。如果聚合斷言結(jié)果為真,則轉(zhuǎn)發(fā)到該路由。

    • 過濾器(filter):可以在返回請求之前或之后修改請求和響應(yīng)的內(nèi)容。

    3.1、路由 Route:

            Route 主要由 路由id、目標uri、斷言集合和過濾器集合組成,那我們簡單看看這些屬性到底有什么作用。

    (1)id:路由標識,要求唯一,名稱任意(默認值 uuid,一般不用,需要自定義)

    (2)uri:請求最終被轉(zhuǎn)發(fā)到的目標地址

    (3)order: 路由優(yōu)先級,數(shù)字越小,優(yōu)先級越高

    (4)predicates:斷言數(shù)組,即判斷條件,如果返回值是boolean,則轉(zhuǎn)發(fā)請求到 uri 屬性指定的服務(wù)中

    (5)filters:過濾器數(shù)組,在請求傳遞過程中,對請求做一些修改

    3.2、斷言 Predicate:

            Predicate 來自于 Java8 的接口。Predicate 接受一個輸入?yún)?shù),返回一個布爾值結(jié)果。該接口包含多種默認方法來將 Predicate 組合成其他復(fù)雜的邏輯(比如:與,或,非)。

            Predicate 可以用于接口請求參數(shù)校驗、判斷新老數(shù)據(jù)是否有變化需要進行更新操作。Spring Cloud Gateway 內(nèi)置了許多 Predict,這些 Predict 的源碼在 org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate 包中,有興趣可以閱讀一下。內(nèi)置的一些斷言如下圖:

    SpringCloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么

    以上11種斷言這里就不再介紹如何配置了,官方文檔寫的很清楚:https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/2.2.9.RELEASE/reference/html/

    下面就以最后一種權(quán)重斷言為例介紹一下如何配置。配置如下:

    spring:
      cloud:
        gateway:
          # 路由數(shù)組:指當請求滿足什么樣的斷言時,轉(zhuǎn)發(fā)到哪個服務(wù)上
          routes:
            # 路由標識,要求唯一,名稱任意
            - id: gateway-provider_1
    		  # 請求最終被轉(zhuǎn)發(fā)到的目標地址
              uri: http://localhost:9024
              # 設(shè)置斷言
              predicates:
                # Path Route Predicate Factory 斷言,滿足 /gateway/provider/** 路徑的請求都會被路由到 http://localhost:9024 這個uri中
                - Path=/gateway/provider/**
                # Weight Route Predicate Factory 斷言,同一分組按照權(quán)重進行分配流量,這里分配了80%
                # 第一個group1是分組名,第二個參數(shù)是權(quán)重
                - Weight=group1, 8
              # 配置過濾器(局部)
              filters:
                # StripPrefix:去除原始請求路徑中的前1級路徑,即/gateway
                - StripPrefix=1            
                
            - id: gateway-provider_2
              uri: http://localhost:9025
              # 設(shè)置斷言
              predicates:
                - Path=/gateway/provider/**
                # Weight Route Predicate Factory,同一分組按照權(quán)重進行分配流量,這里分配了20%
                - Weight=group1, 2
    		  # 配置過濾器(局部)
              filters:
                # StripPrefix:去除原始請求路徑中的前1級路徑,即/gateway
                - StripPrefix=1

            Spring Cloud Gateway 中的斷言命名都是有規(guī)范的,格式:“xxx + RoutePredicateFactory”,比如權(quán)重斷言 WeightRoutePredicateFactory,那么配置時直接取前面的 “Weight”。

            如果路由轉(zhuǎn)發(fā)匹配到了兩個或以上,則是的按照配置先后順序轉(zhuǎn)發(fā),上面都配置了路徑:“ Path=/gateway/provider/** ”,如果沒有配置權(quán)重,則肯定是先轉(zhuǎn)發(fā)到 “http://localhost:9024”,但是既然配置配置了權(quán)重并且相同的分組,則按照權(quán)重比例進行分配流量。

    3.3、過濾器 filter:

    Gateway 過濾器的生命周期:

    • PRE:這種過濾器在請求被路由之前調(diào)用。我們可利用這種過濾器實現(xiàn)身份驗證、在集群中選擇請求的微服務(wù)、記錄調(diào)試信息等。

    • POST:這種過濾器在路由到微服務(wù)以后執(zhí)行。這種過濾器可用來為響應(yīng)添加標準的 HTTP Header、收集統(tǒng)計信息和指標、將響應(yīng)從微服務(wù)發(fā)送給客戶端等。

    Gateway 過濾器從作用范圍可分為兩種:

    • GatewayFilter:應(yīng)用到單個路由或者一個分組的路由上(需要在配置文件中配置)

    • GlobalFilter:應(yīng)用到所有的路由上(無需配置,全局生效)

    (1)局部過濾器 GatewayFilter:

            Spring Cloud Gateway 中內(nèi)置了許多的局部過濾器,如下圖:

    SpringCloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么

             局部過濾器需要在指定路由配置才能生效,默認是不生效的。以 “AddResponseHeaderGatewayFilterFactory” 這個過濾器為例,為原始響應(yīng)添加Header,配置如下:

    spring:
      cloud:
        gateway:
          routes:
            - id: gateway-provider_1
              uri: http://localhost:9024
              predicates:
                - Path=/gateway/provider/**
              # 配置過濾器(局部)
              filters:
                - AddResponseHeader=X-Response-Foo, Bar
                # StripPrefix:去除原始請求路徑中的前1級路徑,即/gateway
                - StripPrefix=1

    瀏覽器請求,發(fā)現(xiàn)響應(yīng)頭中已經(jīng)有了 X-Response-Foo=Bar 這個鍵值對,如下圖:

    SpringCloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么

            在前面的示例中,我們也使用到了另一個局部過濾器 StripPrefixGatewayFilterFactory,該過濾器主要用于截斷原始請求的路徑,當我們請求 localhost:9023/gateway/provider/test 時,實際請求會被轉(zhuǎn)發(fā)到 http://localhost:9024 服務(wù)上,并被截斷成 “http://localhost:9024/provider/test"

    注意:過濾器的名稱只需要寫前綴,過濾器命名必須是 "xxx + GatewayFilterFactory“(包括自定義)。

    更多過濾器的配置參考官方文檔:https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/2.2.9.RELEASE/reference/html/#gatewayfilter-factories

    (2)自定義局部過濾器:

            雖說內(nèi)置的過濾器能夠解決很多場景,但是難免還是有些特殊需求需要定制一個過濾器,下面就來介紹一下如何自定義局部過濾器。

    /**
     * 名稱必須是xxxGatewayFilterFactory形式
     * todo:模擬授權(quán)的驗證,具體邏輯根據(jù)業(yè)務(wù)完善
     */
    @Component
    @Slf4j
    public class AuthorizeGatewayFilterFactory extends AbstractGatewayFilterFactory<AuthorizeGatewayFilterFactory.Config> {
     
        private static final String AUTHORIZE_TOKEN = "token";
     
        //構(gòu)造函數(shù),加載Config
        public AuthorizeGatewayFilterFactory() {
            //固定寫法
            super(AuthorizeGatewayFilterFactory.Config.class);
            log.info("Loaded GatewayFilterFactory [Authorize]");
        }
     
        //讀取配置文件中的參數(shù) 賦值到 配置類中
        @Override
        public List<String> shortcutFieldOrder() {
            //Config.enabled
            return Arrays.asList("enabled");
        }
     
        @Override
        public GatewayFilter apply(AuthorizeGatewayFilterFactory.Config config) {
            return (exchange, chain) -> {
                //判斷是否開啟授權(quán)驗證
                if (!config.isEnabled()) {
                    return chain.filter(exchange);
                }
     
                ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
                HttpHeaders headers = request.getHeaders();
                //從請求頭中獲取token
                String token = headers.getFirst(AUTHORIZE_TOKEN);
                if (token == null) {
                    //從請求頭參數(shù)中獲取token
                    token = request.getQueryParams().getFirst(AUTHORIZE_TOKEN);
                }
     
                ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();
                //如果token為空,直接返回401,未授權(quán)
                if (StringUtils.isEmpty(token)) {
                    response.setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
                    //處理完成,直接攔截,不再進行下去
                    return response.setComplete();
                }
                /**
                 * todo chain.filter(exchange) 之前的都是過濾器的前置處理
                 *
                 * chain.filter().then(
                 *  過濾器的后置處理...........
                 * )
                 */
                //授權(quán)正常,繼續(xù)下一個過濾器鏈的調(diào)用
                return chain.filter(exchange);
            };
        }
     
        @Data
        @AllArgsConstructor
        @NoArgsConstructor
        public static class Config {
            // 控制是否開啟認證
            private boolean enabled;
        }
    }

    局部過濾器需要在路由中配置才能生效,配置如下:

    spring:
      cloud:
        gateway:
          routes:
            - id: gateway-provider_1
              uri: http://localhost:9024
              predicates:
                - Path=/gateway/provider/**
              ## 配置過濾器(局部)
              filters:
                - AddResponseHeader=X-Response-Foo, Bar
                ## AuthorizeGatewayFilterFactory自定義過濾器配置,值為true需要驗證授權(quán),false不需要
                - Authorize=true

    此時直接訪問:http://localhost:9023/gateway/provider/port,不攜帶token,返回如下圖:

    SpringCloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么

    請求參數(shù)帶上token:http://localhost:9023/gateway/provider/port?token=abcdcdecd-ddcdeicd12,成功返回,如下圖:

    SpringCloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么

            上述的 AuthorizeGatewayFilterFactory 只是涉及到了過濾器的前置處理,后置處理是在 chain.filter().then() 中的 then() 方法中完成的,具體可以看下項目源碼中的 TimeGatewayFilterFactory,代碼就不再貼出來了,如下圖:

    SpringCloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么

    (3)GlobalFilter 全局過濾器:

            全局過濾器應(yīng)用全部路由上,無需開發(fā)者配置,Spring Cloud Gateway 也內(nèi)置了一些全局過濾器,如下圖:

    SpringCloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么

            GlobalFilter 的功能其實和 GatewayFilter 是相同的,只是 GlobalFilter 的作用域是所有的路由配置,而不是綁定在指定的路由配置上。多個 GlobalFilter 可以通過 @Order 或者 getOrder() 方法指定執(zhí)行順序,order值越小,執(zhí)行的優(yōu)先級越高。

            注意,由于過濾器有 pre 和 post 兩種類型,pre 類型過濾器如果 order 值越小,那么它就應(yīng)該在pre過濾器鏈的頂層,post 類型過濾器如果 order 值越小,那么它就應(yīng)該在 post 過濾器鏈的底層。示意圖如下:

    SpringCloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么

    (4)自定義全局過濾器:

            當然除了內(nèi)置的全局過濾器,實際工作中還需要定制過濾器,下面來介紹一下如何自定義。我們模擬 Nginx 的 Access Log 功能,記錄每次請求的相關(guān)信息。代碼如下:

    @Slf4j
    @Component
    @Order(value = Integer.MIN_VALUE)
    public class AccessLogGlobalFilter implements GlobalFilter {
     
        @Override
        public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
            //filter的前置處理
            ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
            String path = request.getPath().pathWithinApplication().value();
            InetSocketAddress remoteAddress = request.getRemoteAddress();
            return chain
                    //繼續(xù)調(diào)用filter
                    .filter(exchange)
                    //filter的后置處理
                    .then(Mono.fromRunnable(() -> {
                ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();
                HttpStatus statusCode = response.getStatusCode();
                log.info("請求路徑:{},遠程IP地址:{},響應(yīng)碼:{}", path, remoteAddress, statusCode);
            }));
        }
    }

    好了,全局過濾器不必在路由上配置,注入到IOC容器中即可全局生效。

    此時發(fā)出一個請求,控制臺打印信息如下:

    請求路徑:/gateway/provider/port,遠程IP地址:/0:0:0:0:0:0:0:1:64114,響應(yīng)碼:200 OK

    4、Gateway 集成 nacos 注冊中心實現(xiàn)服務(wù)發(fā)現(xiàn):

            上述 demo 中并沒有集成注冊中心,每次路由配置都是指定固定的服務(wù)uri,如下圖:

    SpringCloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么

    這樣做有什么壞處呢?

    • 網(wǎng)關(guān)服務(wù)需要知道所有服務(wù)的域名或IP地址,另外,一旦服務(wù)的域名或IP地址發(fā)生修改,路由配置中的 uri 就必須修改

    • 服務(wù)集群中無法實現(xiàn)負載均衡

            那么此時我們可以集成的注冊中心,使得網(wǎng)關(guān)能夠從注冊中心自動獲取uri,并實現(xiàn)負載均衡,這里我們以 nacos 注冊中心為例介紹一下

    (1)pom 文件中新增依賴:

    <!--nacos注冊中心-->
    <dependency>
    	<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    	<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>

    (2)啟動類添加 @EnableDiscoveryClient 注解開啟注冊中心功能,如下圖:

    SpringCloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么

     (3)配置 nacos 注冊中心的地址:

    nacos:
      namespace: 856a40d7-6548-4494-bdb9-c44491865f63
      url: 120.76.129.106:80
    spring:
      cloud:
        nacos:
          discovery:
          	server-addr: ${nacos.url}
            namespace: ${nacos.namespace}
            register-enabled: true

    (4)服務(wù)路由配置:

    spring:
      cloud:
        gateway:
          routes:
            - id: gateway-provider_1
              ## 使用了lb形式,從注冊中心負載均衡的獲取uri
              uri: lb://gateway-provider
              ## 配置斷言
              predicates:
                - Path=/gateway/provider/**
              filters:
                - AddResponseHeader=X-Response-Foo, Bar

    路由配置中唯一不同的就是路由的 uri,格式:lb://service-name,這是固定寫法:

    • lb:固定格式,指的是從nacos中按照名稱獲取微服務(wù),并遵循負載均衡策略

    • service-name:nacos注冊中心的服務(wù)名稱,這里并不是IP地址形式的

            為什么指定了 lb 就可以開啟負載均衡,前面說過全局過濾器 LoadBalancerClientFilter 就是負責(zé)路由尋址和負載均衡的,可以看到如下源碼:

    SpringCloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么

    (5)開啟 gateway 自動路由配置:

            隨著我們的系統(tǒng)架構(gòu)不斷地發(fā)展,系統(tǒng)中微服務(wù)的數(shù)量肯定會越來越多,我們不可能每添加一個服務(wù),就在網(wǎng)關(guān)配置一個新的路由規(guī)則,這樣的維護成本很大;特別在很多種情況,我們在請求路徑中會攜帶一個路由標識方便進行轉(zhuǎn)發(fā),而這個路由標識一般都是服務(wù)在注冊中心中的服務(wù)名,因此這是我們就可以開啟 spring cloud gateway 的自動路由功能,網(wǎng)關(guān)自動根據(jù)注冊中心的服務(wù)名為每個服務(wù)創(chuàng)建一個router,將以服務(wù)名開頭的請求路徑轉(zhuǎn)發(fā)到對應(yīng)的服務(wù),配置如下:

    # enabled:默認為false,設(shè)置為true表明spring cloud gateway開啟服務(wù)發(fā)現(xiàn)和路由的功能,網(wǎng)關(guān)自動根據(jù)注冊中心的服務(wù)名為每個服務(wù)創(chuàng)建一個router,將以服務(wù)名開頭的請求路徑轉(zhuǎn)發(fā)到對應(yīng)的服務(wù)
    spring.cloud.gateway.discovery.locator.enabled = true
    # lowerCaseServiceId:啟動 locator.enabled=true 自動路由時,路由的路徑默認會使用大寫ID,若想要使用小寫ID,可將lowerCaseServiceId設(shè)置為true
    spring.cloud.gateway.discovery.locator.lower-case-service-id = true

            這里需要注意的是,由于我們的網(wǎng)關(guān)項目配置了 server.servlet.context-path 屬性,這會導(dǎo)致自動路由失敗的問題,因此我們需要做如下兩個修改:

    # 重寫過濾鏈,解決項目設(shè)置了 server.servlet.context-path 導(dǎo)致 locator.enabled=true 默認路由策略404的問題
    spring.cloud.gateway.discovery.locator.filters[0] = PreserveHostHeader
    @Configuration
    public class GatewayConfig
    {
        @Value ("${server.servlet.context-path}")
        private String prefix;
     
        /**
         * 過濾 server.servlet.context-path 屬性配置的項目路徑,防止對后續(xù)路由策略產(chǎn)生影響,因為 gateway 網(wǎng)關(guān)不支持 servlet
         */
        @Bean
        @Order (-1)
        public WebFilter apiPrefixFilter()
        {
            return (exchange, chain) ->
            {
                ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
                String path = request.getURI().getRawPath();
     
                path = path.startsWith(prefix) ? path.replaceFirst(prefix, "") : path;
                ServerHttpRequest newRequest = request.mutate().path(path).build();
     
                return chain.filter(exchange.mutate().request(newRequest).build());
            };
        }
    }

            至此,我們就開啟了 spring cloud gateway 的自動路由功能,網(wǎng)關(guān)自動根據(jù)注冊中心的服務(wù)名為每個服務(wù)創(chuàng)建一個router,將以服務(wù)名開頭的請求路徑轉(zhuǎn)發(fā)到對應(yīng)的服務(wù)。假設(shè)我們的服務(wù)提供者在 nacos 注冊中心的服務(wù)名為 “gateway-provider”,這時我們只需要訪問 “http://localhost:9023/gateway/gateway-provider/test”,就可以將請求成功轉(zhuǎn)發(fā)過去了

    5、Gateway 整合 Apollo 實現(xiàn)動態(tài)路由配置:

            上述例子都是將網(wǎng)關(guān)的一系列配置寫到項目的配置文件中,一旦路由策略發(fā)生改變必須要重啟項目,這樣維護成本很高,特別是服務(wù)網(wǎng)關(guān)作為系統(tǒng)的中心點,一旦重啟出現(xiàn)問題,影響面將是十分巨大的,因此,我們將網(wǎng)關(guān)的配置存放到配置中心中,這樣由配置中心統(tǒng)一管理,一旦路由發(fā)生改變,只需要在配置中心修改即可,降低風(fēng)險且實時失效。本部分就以 Apollo 配置中心為例介紹下如下實現(xiàn)動態(tài)路由配置:

    (1)添加 apollo 配置中心依賴:

    <!-- Apollo 統(tǒng)一配置中心 -->
    <dependency>
        <groupId>com.ctrip.framework.apollo</groupId>
        <artifactId>apollo-client</artifactId>
        <version>1.7.0</version>
    </dependency>

    (2)添加 Apollo 路由更改監(jiān)聽刷新類:

    import com.ctrip.framework.apollo.enums.PropertyChangeType;
    import com.ctrip.framework.apollo.model.ConfigChange;
    import com.ctrip.framework.apollo.model.ConfigChangeEvent;
    import com.ctrip.framework.apollo.spring.annotation.ApolloConfigChangeListener;
    import org.slf4j.Logger;
    import org.slf4j.LoggerFactory;
    import org.springframework.beans.BeansException;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.cloud.context.environment.EnvironmentChangeEvent;
    import org.springframework.cloud.gateway.config.GatewayProperties;
    import org.springframework.cloud.gateway.event.RefreshRoutesEvent;
    import org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinitionWriter;
    import org.springframework.context.ApplicationContext;
    import org.springframework.context.ApplicationContextAware;
    import org.springframework.context.ApplicationEventPublisher;
    import org.springframework.context.ApplicationEventPublisherAware;
    import org.springframework.context.annotation.Configuration;
     
    import java.util.ArrayList;
     
    /**
     * Apollo路由更改監(jiān)聽刷新
     */
    @Configuration
    public class GatewayPropertRefresher implements ApplicationContextAware, ApplicationEventPublisherAware
    {
        private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(GatewayPropertRefresher.class);
     
        private static final String ID_PATTERN = "spring\\.cloud\\.gateway\\.routes\\[\\d+\\]\\.id";
     
        private static final String DEFAULT_FILTER_PATTERN = "spring\\.cloud\\.gateway\\.default-filters\\[\\d+\\]\\.name";
     
     
        private ApplicationContext applicationContext;
     
        private ApplicationEventPublisher publisher;
     
        @Autowired
        private  GatewayProperties gatewayProperties;
     
        @Autowired
        private RouteDefinitionWriter routeDefinitionWriter;
     
     
        @Override
        public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
            this.applicationContext = applicationContext;
        }
     
        @Override
        public void setApplicationEventPublisher(ApplicationEventPublisher applicationEventPublisher) {
            this.publisher = applicationEventPublisher;
        }
     
     
        /**
         * 監(jiān)聽路由修改
         */
        @ApolloConfigChangeListener(interestedKeyPrefixes = "spring.cloud.gateway.")
        public void onChange(ConfigChangeEvent changeEvent)
        {
            refreshGatewayProperties(changeEvent);
        }
     
        /**
         * 刷新路由信息
         */
        private void refreshGatewayProperties(ConfigChangeEvent changeEvent)
        {
            logger.info("gateway網(wǎng)關(guān)配置 刷新開始!");
     
            preDestroyGatewayProperties(changeEvent);
            //更新配置
            this.applicationContext.publishEvent(new EnvironmentChangeEvent(changeEvent.changedKeys()));
            //更新路由
            refreshGatewayRouteDefinition();
     
            logger.info("gateway網(wǎng)關(guān)配置 刷新完成!");
        }
     
        /***
         * GatewayProperties沒有@PreDestroy和destroy方法
         * org.springframework.cloud.context.properties.ConfigurationPropertiesRebinder#rebind(java.lang.String)中destroyBean時不會銷毀當前對象
         * 如果把spring.cloud.gateway.前綴的配置項全部刪除(例如需要動態(tài)刪除最后一個路由的場景),initializeBean時也無法創(chuàng)建新的bean,則return當前bean
         * 若仍保留有spring.cloud.gateway.routes[n]或spring.cloud.gateway.default-filters[n]等配置,initializeBean時會注入新的屬性替換已有的bean
         * 這個方法提供了類似@PreDestroy的操作,根據(jù)配置文件的實際情況把org.springframework.cloud.gateway.config.GatewayProperties#routes
         * 和org.springframework.cloud.gateway.config.GatewayProperties#defaultFilters兩個集合清空
         */
        private synchronized void preDestroyGatewayProperties(ConfigChangeEvent changeEvent)
        {
            logger.info("Pre Destroy GatewayProperties 操作開始!");
     
            final boolean needClearRoutes = this.checkNeedClear(changeEvent, ID_PATTERN, this.gatewayProperties.getRoutes().size());
            if (needClearRoutes)
            {
                this.gatewayProperties.setRoutes(new ArrayList());
            }
     
            final boolean needClearDefaultFilters = this.checkNeedClear(changeEvent, DEFAULT_FILTER_PATTERN, this.gatewayProperties.getDefaultFilters().size());
            if (needClearDefaultFilters)
            {
                this.gatewayProperties.setRoutes(new ArrayList());
            }
     
            logger.info("Pre Destroy GatewayProperties 操作完成!");
        }
     
     
        private void refreshGatewayRouteDefinition()
        {
            logger.info("Refreshing Gateway RouteDefinition 操作開始!");
     
            this.publisher.publishEvent(new RefreshRoutesEvent(this));
     
            logger.info("Gateway RouteDefinition refreshed 操作完成!");
        }
     
        /***
         * 根據(jù)changeEvent和定義的pattern匹配key,如果所有對應(yīng)PropertyChangeType為DELETED則需要清空GatewayProperties里相關(guān)集合
         */
        private boolean checkNeedClear(ConfigChangeEvent changeEvent, String pattern, int existSize) {
     
            return changeEvent.changedKeys().stream().filter(key -> key.matches(pattern)).filter(key ->
            {
                ConfigChange change = changeEvent.getChange(key);
                return PropertyChangeType.DELETED.equals(change.getChangeType());
            }).count() == existSize;
        }
    }

    (3)暴露endpoint端點:

    # 暴露endpoint端點,暴露路由信息,有獲取所有路由、刷新路由、查看單個路由、刪除路由等方法
    management.endpoints.web.exposure.include = *
    management.endpoint.health.show-details = always

            至此,我們就完成了 Gateway 網(wǎng)關(guān)整合 Apollo 配置中心實現(xiàn)動態(tài)路由配置,一旦路由發(fā)生改變,只需要在配置中心修改即可被監(jiān)聽到并實時失效

    6、自定義全局異常處理器:

            通過前面的測試可以看到一個現(xiàn)象:一旦路由的微服務(wù)下線或者失聯(lián)了,Spring Cloud Gateway直接返回了一個錯誤頁面,如下圖:

    SpringCloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么

            顯然這種異常信息不友好,前后端分離架構(gòu)中必須定制返回的異常信息。傳統(tǒng)的Spring Boot 服務(wù)中都是使用 @ControllerAdvice 來包裝全局異常處理的,但是由于服務(wù)下線,請求并沒有到達。因此必須在網(wǎng)關(guān)中也要定制一層全局異常處理,這樣才能更加友好的和客戶端交互。

            Spring Cloud Gateway提供了多種全局處理的方式,今天只介紹其中一種方式,實現(xiàn)還算比較優(yōu)雅:

            直接創(chuàng)建一個類 GlobalErrorExceptionHandler,實現(xiàn) ErrorWebExceptionHandler,重寫其中的 handle 方法,代碼如下:

    /**
     * 用于網(wǎng)關(guān)的全局異常處理
     * @Order(-1):優(yōu)先級一定要比ResponseStatusExceptionHandler低
     */
    @Slf4j
    @Order(-1)
    @Component
    @RequiredArgsConstructor
    public class GlobalErrorExceptionHandler implements ErrorWebExceptionHandler {
     
     private final ObjectMapper objectMapper;
     
     @SuppressWarnings({"rawtypes", "unchecked", "NullableProblems"})
     @Override
     public Mono<Void> handle(ServerWebExchange exchange, Throwable ex) {
      ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();
      if (response.isCommitted()) {
       return Mono.error(ex);
      }
     
      // JOSN格式返回
      response.getHeaders().setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON);
      if (ex instanceof ResponseStatusException) {
       response.setStatusCode(((ResponseStatusException) ex).getStatus());
      }
     
      return response.writeWith(Mono.fromSupplier(() -> {
       DataBufferFactory bufferFactory = response.bufferFactory();
       try {
        //todo 返回響應(yīng)結(jié)果,根據(jù)業(yè)務(wù)需求,自己定制
        CommonResponse resultMsg = new CommonResponse("500",ex.getMessage(),null);
        return bufferFactory.wrap(objectMapper.writeValueAsBytes(resultMsg));
       }
       catch (JsonProcessingException e) {
        log.error("Error writing response", ex);
        return bufferFactory.wrap(new byte[0]);
       }
      }));
     }
    }

            好了,全局異常處理已經(jīng)定制完成了,在測試一下,此時正常返回JSON數(shù)據(jù)了(JSON的樣式根據(jù)架構(gòu)需要自己定制),如下圖:

    SpringCloud?Gateway服務(wù)網(wǎng)關(guān)的部署與使用的方法是什么

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