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SpringCloud--gateway 网关

蓝胖子不是胖子 2023-06-18 08:00:02
简介SpringCloud--gateway 网关

在Spring Cloud中,使用Gateway网关访问服务可以有多种好处,包括但不限于以下几点:

  1. 统一入口管理:Gateway作为统一的服务入口,可以对所有的请求进行统一管理和控制,实现微服务集中管理。
    动态路由:Gateway支持动态路由,可以根据请求的条件对请求进行路由,例如可以基于请求的header或者path进行路由。
    过滤器功能:Gateway提供了过滤器功能可以对请求进行统一的过滤处理(例如请求超时、重试、重定向等),降低了服务端的开发难度。
  2. 集成Spring Cloud Security:Gateway集成了Spring Cloud Security,可以进行OAuth2认证、ip黑名单、限流等安全性控制,提高了代码的可维护性和安全性。
    相比之下,Nginx虽然也可以用于负载均衡,但是由于其功能的限制,往往只能实现简单的负载均衡,也无法进行动态路由、过滤器等高级功能。此外,如果企业内部已经基于Spring Cloud搭建了微服务架构,使用Gateway也可以更好地与现有架构集成,减少集成成本。
    综上所述,使用Gateway作为服务入口的好处在于可以实现更加灵活和高级的功能,并可以更好地与现有的微服务架构集成。

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。

.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。

Gateway服务在分布式系统中起到了重要的作用。在分布式系统中,通常会有多个微服务提供不同的功能,这些微服务可能是运行在不同的机器上,处于不同的网络环境中,其间相互之间的调用是通过网络实现的。此时,Gateway服务作为整个系统的入口,起到了路由、负载均衡、认证授权等作用,为用户提供服务。
首先,Gateway服务作为系统的入口,实现了请求的路由。它拦截所有的请求,并根据预设的规则将它们转发到不同的微服务中去。这样,客户端就不需要知道每个微服务的访问地址和端口号,而是通过Gateway访问整个系统。Gateway能够自动发现系统中的微服务,实现动态的负载均衡,根据微服务的负载情况自动进行负载均衡调度。
其次,Gateway服务还可以实现认证授权功能。在分布式系统中,往往需要对用户进行认证和授权,以确保只有授权的用户才能调用特定的微服务。Gateway可以通过各种认证方式(如基于令牌、OAuth2.0等)对用户进行认证,并根据用户的权限和角色,对请求进行授权,判断是否允许访问特定微服务。
在分布式系统中,Gateway服务还有其他作用,例如统一监控及日志收集,对请求进行限流等。总之,Gateway服务是分布式系统的重要组成部分,它可以提高系统的可靠性、扩展性和安全性

网关的核心功能特性

  • 请求路由
  • 权限控制
  • 限流
  • 负载均衡

架构图:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-qb5FFSOc-1682521027099)(assets/image-20210714210131152.png)]

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。

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。

.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:

  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:

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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 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:
gateway也是众多微服务中的一项服务,所以也交给nacos注册中心是管理

server:
  port: 10010 # 网关端口
spring:
  application:
    name: gateway # 服务名称
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:488 # nacos地址这里是我nginx做负载均衡后的集群
    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(loadbalance),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

gateway也是微服务中的一个服务,需要向注册中心发起注册
在这里插入图片描述

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。

此时通过访问网关进入服务接口
在这里插入图片描述

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。
此时访问其他路由Mapping,404
在这里插入图片描述

网关路由的流程图

整个访问的流程如下:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8yGbN5wv-1682521027102)(assets/image-20210714211742956.png)]

总结:

网关搭建步骤:

  1. 创建项目,引入nacos服务发现和gateway依赖

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

路由配置包括:

  1. 路由id:路由的唯一标示, 路由id,自定义,只要唯一即可

  2. 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 比如: lb://userservice 表示对访问册中心的服务并且负载均衡

  3. 路由断言(predicates):判断路由的规则,

  4. 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

.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。

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:

3.4.1.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

.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 数组- 的形式可以添加多个过滤
        - 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。

上述配置表示通过网关访问对于userservice服务在user路由下的任意路径添加请求头
服务接受请求头

     */
    @GetMapping("/{id}")
    public User queryById(@PathVariable("id") Long id,
                          @RequestHeader(value = "Truth", required = false) String truth) {
        System.out.println("请求头truth: " + truth);
        return userService.queryById(id);
    }

控制台输出接受成功
在这里插入图片描述

3.4.3.默认过滤器

如果要对所有服务的路由都生效,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! 

.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

全局过滤器

gateway学习过滤器,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。

.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  过滤器链
     * @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

.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token,

  • 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)//和springmvc的过滤起一样,数值越小越靠前可以定义多个过滤起
@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("token");
        // 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 HttpStatus是枚举这里是401
        exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.FORBIDDEN);
        // 4.2.结束处理
        return exchange.getResponse().setComplete();
    }
}

此时访问
在这里插入图片描述
加入quey参数token,可以正常访问在这里插入图片描述

.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(推荐注解),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

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,注意是游览器的ajax请求,比如常见的前后端分离Vue axios组件

解决方案:CORS,这个以前应该学习过,这里不再赘述了。不知道的小伙伴可以查看https://www.ruanyifeng.com/blog/2016/04/cors.html

.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: # 允许哪些网站指明端口的跨域请求 
              - "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
风语者!平时喜欢研究各种技术,目前在从事后端开发工作,热爱生活、热爱工作。