SpringCloud GateWay 万字详解

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背景

在微服务架构中，通常一个系统会被拆分为多个微服务，面对这么多微服务客户端应该如何去调用呢？如果没有其他更优方法，我们只能记录每个微服务对应的地址，分别去调用，但是这样会有很多的问题和潜在因素。

客户端多次请求不同的微服务，会增加客户端代码和配置的复杂性，维护成本比价高。
认证复杂，每个微服务可能存在不同的认证方式，客户端去调用，要去适配不同的认证，
存在跨域的请求，调用链有一定的相对复杂性（防火墙 / 浏览器不友好的协议）。
难以重构，随着项目的迭代，可能需要重新划分微服务

为了解决上面的问题，微服务引入了网关的概念，网关为微服务架构的系统提供简单、有效且统一的API路由管理，作为系统的统一入口，提供内部服务的路由中转，给客户端提供统一的服务，可以实现一些和业务没有耦合的公用逻辑，主要功能包含认证、鉴权、路由转发、安全策略、防刷、流量控制、监控日志等。

网关在微服务中的位置:

网关对比

Zuul 1.0 : Netflix开源的网关，使用Java开发，基于Servlet架构构建，便于二次开发。因为基于Servlet内部延迟严重，并发场景不友好，一个线程只能处理一次连接请求。
Zuul 2.0 : 采用Netty实现异步非阻塞编程模型，一个CPU一个线程，能够处理所有的请求和响应，请求响应的生命周期通过事件和回调进行处理，减少线程数量，开销较小

GateWay : 是Spring Cloud的一个全新的API网关项目，替换Zuul开发的网关服务，基于Spring5.0 + SpringBoot2.0 + WebFlux（基于⾼性能的Reactor模式响应式通信框架Netty，异步⾮阻塞模型）等技术开发，性能高于Zuul
Nginx+lua : 性能要比上面的强很多，使用Nginx的反向代码和负载均衡实现对API服务器的负载均衡以及高可用，lua作为一款脚本语言，可以编写一些简单的逻辑，但是无法嵌入到微服务架构中
Kong : 基于OpenResty（Nginx + Lua模块）编写的高可用、易扩展的，性能高效且稳定，支持多个可用插件（限流、鉴权）等，开箱即可用，只支持HTTP协议，且二次开发扩展难，缺乏更易用的管理和配置方式

GateWay

官方文档：https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/#gateway-starter

Spring Cloud Gateway 是Spring Cloud的一个全新的API网关项目，目的是为了替换掉Zuul1，它基于Spring5.0 + SpringBoot2.0 + WebFlux（基于⾼性能的Reactor模式响应式通信框架Netty，异步⾮阻塞模型）等技术开发，性能⾼于Zuul，官⽅测试，Spring Cloud GateWay是Zuul的1.6倍，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。

可以与Spring Cloud Discovery Client（如Eureka）、Ribbon、Hystrix等组件配合使用，实现路由转发、负载均衡、熔断、鉴权、路径重写、⽇志监控等
Gateway还内置了限流过滤器，实现了限流的功能。
设计优雅，容易拓展

基本概念

路由（Route）是GateWay中最基本的组件之一，表示一个具体的路由信息载体，主要由下面几个部分组成：

id：路由唯一标识，区别于其他的route
url：路由指向的目的地URL，客户端请求最终被转发到的微服务
order：用于多个Route之间的排序，数值越小越靠前，匹配优先级越高
predicate：断言的作用是进行条件判断，只有断言为true，才执行路由
filter: 过滤器用于修改请求和响应信息

核心流程

核心概念：

Gateway Client 向 Spring Cloud Gateway 发送请求
请求首先会被 HttpWebHandlerAdapter 进行提取组装成网关上下文
然后网关的上下文会传递到 DispatcherHandler ，它负责将请求分发给 RoutePredicateHandlerMapping
RoutePredicateHandlerMapping 负责路由查找，并根据路由断言判断路由是否可用
如果过断言成功，由 FilteringWebHandler 创建过滤器链并调用
通过特定于请求的 Fliter 链运行请求，Filter 被虚线分隔的原因是Filter可以在发送代理请求之前（pre）和之后（post）运行逻辑
执行所有pre过滤器逻辑。然后进行代理请求。发出代理请求后，将运行“post”过滤器逻辑。
处理完毕之后将 Response 返回到 Gateway 客户端

Filter过滤器：

Filter在pre类型的过滤器可以做参数效验、权限效验、流量监控、日志输出、协议转换等。
Filter在post类型的过滤器可以做响应内容、响应头的修改、日志输出、流量监控等

核心思想

当用户发出请求达到 GateWay 之后，会通过一些匹配条件，定位到真正的服务节点，并且在这个转发过程前后，进行一些细粒度的控制，其中 Predicate（断言）是我们的匹配条件，Filter 是一个拦截器，有了这两点，再加上URL，就可以实现一个具体的路由，核心思想：路由转发+执行过滤器链

这个过程就好比考试，我们考试首先要找到对应的考场，我们需要知道考场的地址和名称(id和url)，然后我们进入考场之前会有考官查看我们的准考证是否匹配（断言），如果匹配才会进入考场，我们进入考场之后，（路由之前）会进行身份的登记和考试的科目，填写考试信息，当我们考试完成之后（路由之后）会进行签字交卷，走出考场，这个就类似我们的过滤器

Route(路由) ：构建网关的基础模块，由ID、目标URL、过滤器等组成

Predicate（断言）：开发人员可以匹配HTTP请求中的内容（请求头和请求参数），如果请求断言匹配贼进行路由

Filter（过滤）：GateWayFilter的实例，使用过滤器，可以在请求被路由之前或者之后对请求进行修改

框架搭建

通过上述讲解已经了解了基础概念，我们来动手搭建一个GateWay项目，来看看它到底是如何运行的
新建项目：cloud-alibaba-gateway-9006

版本对应：

GateWay属于SprinigCloud且有web依赖，在我们导入对应依赖时，要注意版本关系，我们这里使用的版本是 2.2.x的版本，所以配合使用的Hoxton.SR5版本

在这里我们要注意的是引入GateWay一定要删除spring-boot-starter-web依赖，否则会有冲突无法启动

父类pom引用：

Hoxton.SR5

 
 org.springframework.cloud
 spring-cloud-dependencies
 ${spring-cloud-gateway-varsion}
 pom
 import

子类POM引用：

 
 com.alibaba.cloud
 spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery
 
 
 org.springframework.cloud
 spring-cloud-starter-gateway
 2.2.5.RELEASE
 
 
 org.projectlombok
 lombok

yml配置

server:
  port: 9006
spring:
  application:
    name: cloud-gateway-service
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: false #开启注册中心路由功能
      routes:  # 路由
        - id: nacos-provider #路由ID，没有固定要求，但是要保证唯一，建议配合服务名
          uri: http://localhost:9001/nacos-provider # 匹配提供服务的路由地址 lb://表示开启负载均衡
          predicates: # 断言
            - Path=/mxn
    @Bean
    public RouteLocator gateWayConfigInfo(RouteLocatorBuilder routeLocatorBuilder){
        // 构建多个路由routes
        RouteLocatorBuilder.Builder routes = routeLocatorBuilder.routes();
        // 具体路由地址
        routes.route("path_mxn",r -> r.path("/mxn
    @Override
    public Mono filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
 //获取第一个参数
 String id = exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("id");
 //打印当前时间
 log.info("MyFilter 当前请求时间为:"+new Date());
 //判断用户是否存在
 if(StringUtils.isEmpty(id)){
 log.info("用户名不存在，非法请求！");
 //如果username为空，返回状态码为407，需要代理身份验证
 exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.PROXY_AUTHENTICATION_REQUIRED);
 // 后置过滤器
 return exchange.getResponse().setComplete();
 }
 return chain.filter(exchange);
 }

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

当我们访问http://localhost:9006/mxn/nacos-provider/mxn/hello请求，没有携带ID参数，请求失败

当我们访问http://localhost:9006/mxn/nacos-provider/mxn/hello?id=1请求，请求成功

总结

到这里我们的GateWay就讲解完了，对于GateWay的核心点主要有三个RoutePredicateFilter，我们搞懂了这三点，基本上对于GateWay的知识就掌握的差不多了，GateWay核心的流程就是：路由转发+执行过滤器链，如果对文中有疑问的小伙伴，欢迎留言讨论。

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SpringCloud GateWay 万字详解

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