SpringCloud Gateway服务网关的部署与使用的方法是什么

这篇文章主要介绍“SpringCloudGateway服务网关的部署与使用的方法是什么”的相关知识，小编通过实际案例向大家展示操作过程，操作方法简单快捷，实用性强，希望这篇“SpringCloudGateway服务网关的部署与使用的方法是什么”文章能帮助大家解决问题。传统的单体架构中只需要开放一个服务给客户端调用，但是微服务架构中是将一个系统拆分成多个微服务，如果没有网关，客户端只能在本地记录每个微服务的调用地址，当需要调用的微服务数量很多时，它需要了解每个服务的接口，这个工作量很大。那有了网关之后，能够起到怎样的改善呢？网关作为系统的唯一流量入口，封装内部系统的架构，所有请求都先经过网关，由网关将请求路由到合适的微服务，所以，使用网关的好处在于：（1）简化客户端的工作。网关将微服务封装起来后，客户端只需同网关交互，而不必调用各个不同服务；（2）降低函数间的耦合度。 一旦服务接口修改，只需修改网关的路由策略，不必修改每个调用该函数的客户端，从而减少了程序间的耦合性（3）解放开发人员把精力专注于业务逻辑的实现。由网关统一实现服务路由(灰度与ABTest)、负载均衡、访问控制、流控熔断降级等非业务相关功能，而不需要每个服务 API 实现时都去考虑但是 API 网关也存在不足之处，在微服务这种去中心化的架构中，网关又成了一个中心点或瓶颈点，它增加了一个我们必须开发、部署和维护的高可用组件。正是由于这个原因，在网关设计时必须考虑即使 API 网关宕机也不要影响到服务的调用和运行，所以需要对网关的响应结果有数据缓存能力，通过返回缓存数据或默认数据屏蔽后端服务的失败。在服务的调用方式上面，网关也有一定的要求，API 网关最好是支持 I/O 异步、同步非阻塞的，如果服务是同步阻塞调用，可以理解为微服务模块之间是没有彻底解耦的，即如果A依赖B提供的API，如果B提供的服务不可用将直接影响到A不可用，除非同步服务调用在API网关层或客户端做了相应的缓存。因此为了彻底解耦，在微服务调用上更建议选择异步方式进行。而对于 API 网关需要通过底层多个细粒度的 API 组合的场景，推荐采用响应式编程模型进行而不是传统的异步回调方法组合代码，其原因除了采用回调方式导致的代码混乱外，还有就是对于 API 组合本身可能存在并行或先后调用，对于采用回调方式往往很难控制。流量网关和服务网关在系统整体架构中所处的位置如上图所示，流量网关（如Nignx）是指提供全局性的、与后端业务应用无关的策略，例如 HTTPS证书卸载、Web防火墙、全局流量监控等。而微服务网关（如Spring Cloud Gateway）是指与业务紧耦合的、提供单个业务域级别的策略，如服务治理、身份认证等。也就是说，流量网关负责南北向流量调度及安全防护，微服务网关负责东西向流量调度及服务治理。（1）Kong 网关：Kong 的性能非常好，非常适合做流量网关，但是对于复杂系统不建议业务网关用 Kong，主要是工程性方面的考虑（2）Zuul1.x 网关：Zuul 1.0 的落地经验丰富，但是性能差、基于同步阻塞IO，适合中小架构，不适合并发流量高的场景，因为容易产生线程耗尽，导致请求被拒绝的情况（3）gateway 网关：功能强大丰富，性能好，官方基准测试 RPS (每秒请求数)是Zuul的1.6倍，能与 SpringCloud 生态很好兼容，单从流式编程+支持异步上也足以让开发者选择它了。（4）Zuul 2.x：性能与 gateway 差不多，基于非阻塞的，支持长连接，但 SpringCloud 没有集成 zuul2 的计划，并且 Netflix 相关组件都宣布进入维护期，前景未知。综上，gateway 网关更加适合 SpringCloud 项目，而从发展趋势上看，gateway 替代 zuul 也是必然的。（1）声明依赖版本号：（2）添加依赖：注意：一定要排除掉 spring-boot-starter-web 依赖，否则启动报错（3）配置项目名与端口：好了，网关项目搭建完成，其实就添加这么一个依赖，关于详细的配置以及作用下文介绍。在介绍 Spring Cloud Gateway 的配置项之前，我们先了解几个 Spring Cloud Gateway 的核心术语：断言（Predicate）：参照 Java8 的新特性Predicate，允许开发人员匹配 HTTP 请求中的任何内容，比如请求头或请求参数，最后根据匹配结果返回一个布尔值。路由（route）：由ID、目标URI、断言集合和过滤器集合组成。如果聚合断言结果为真，则转发到该路由。过滤器（filter）：可以在返回请求之前或之后修改请求和响应的内容。Route 主要由 路由id、目标uri、断言集合和过滤器集合组成，那我们简单看看这些属性到底有什么作用。（1）id：路由标识，要求唯一，名称任意（默认值 uuid，一般不用，需要自定义）（2）uri：请求最终被转发到的目标地址（3）order： 路由优先级，数字越小，优先级越高（4）predicates：断言数组，即判断条件，如果返回值是boolean，则转发请求到 uri 属性指定的服务中（5）filters：过滤器数组，在请求传递过程中，对请求做一些修改Predicate 来自于 Java8 的接口。Predicate 接受一个输入参数，返回一个布尔值结果。该接口包含多种默认方法来将 Predicate 组合成其他复杂的逻辑（比如：与，或，非）。Predicate 可以用于接口请求参数校验、判断新老数据是否有变化需要进行更新操作。Spring Cloud Gateway 内置了许多 Predict，这些 Predict 的源码在 org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate 包中，有兴趣可以阅读一下。内置的一些断言如下图：以上11种断言这里就不再介绍如何配置了，官方文档写的很清楚：https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/2.2.9.RELEASE/reference/html/下面就以最后一种权重断言为例介绍一下如何配置。配置如下：Spring Cloud Gateway 中的断言命名都是有规范的，格式：“xxx + RoutePredicateFactory”，比如权重断言 WeightRoutePredicateFactory，那么配置时直接取前面的 “Weight”。如果路由转发匹配到了两个或以上，则是的按照配置先后顺序转发，上面都配置了路径：“ Path=/gateway/provider/** ”，如果没有配置权重，则肯定是先转发到 “http://localhost:9024”，但是既然配置配置了权重并且相同的分组，则按照权重比例进行分配流量。Gateway 过滤器的生命周期：PRE：这种过滤器在请求被路由之前调用。我们可利用这种过滤器实现身份验证、在集群中选择请求的微服务、记录调试信息等。POST：这种过滤器在路由到微服务以后执行。这种过滤器可用来为响应添加标准的 HTTP Header、收集统计信息和指标、将响应从微服务发送给客户端等。Gateway 过滤器从作用范围可分为两种:GatewayFilter：应用到单个路由或者一个分组的路由上（需要在配置文件中配置）GlobalFilter：应用到所有的路由上（无需配置，全局生效）（1）局部过滤器 GatewayFilter：Spring Cloud Gateway 中内置了许多的局部过滤器，如下图：局部过滤器需要在指定路由配置才能生效，默认是不生效的。以 “AddResponseHeaderGatewayFilterFactory” 这个过滤器为例，为原始响应添加Header，配置如下：浏览器请求，发现响应头中已经有了 X-Response-Foo=Bar 这个键值对，如下图：在前面的示例中，我们也使用到了另一个局部过滤器 StripPrefixGatewayFilterFactory，该过滤器主要用于截断原始请求的路径，当我们请求 localhost:9023/gateway/provider/test 时，实际请求会被转发到 http://localhost:9024 服务上，并被截断成 “http://localhost:9024/provider/test”注意：过滤器的名称只需要写前缀，过滤器命名必须是 “xxx + GatewayFilterFactory“（包括自定义）。更多过滤器的配置参考官方文档：https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/2.2.9.RELEASE/reference/html/#gatewayfilter-factories（2）自定义局部过滤器：虽说内置的过滤器能够解决很多场景，但是难免还是有些特殊需求需要定制一个过滤器，下面就来介绍一下如何自定义局部过滤器。局部过滤器需要在路由中配置才能生效，配置如下：此时直接访问：http://localhost:9023/gateway/pro免费云主机域名vider/port，不携带token，返回如下图：请求参数带上token：http://localhost:9023/gateway/provider/port?token=abcdcdecd-ddcdeicd12，成功返回，如下图：上述的 AuthorizeGatewayFilterFactory 只是涉及到了过滤器的前置处理，后置处理是在 chain.filter().then() 中的 then() 方法中完成的，具体可以看下项目源码中的 TimeGatewayFilterFactory，代码就不再贴出来了，如下图：（3）GlobalFilter 全局过滤器：全局过滤器应用全部路由上，无需开发者配置，Spring Cloud Gateway 也内置了一些全局过滤器，如下图：GlobalFilter 的功能其实和 GatewayFilter 是相同的，只是 GlobalFilter 的作用域是所有的路由配置，而不是绑定在指定的路由配置上。多个 GlobalFilter 可以通过 @Order 或者 getOrder() 方法指定执行顺序，order值越小，执行的优先级越高。注意，由于过滤器有 pre 和 post 两种类型，pre 类型过滤器如果 order 值越小，那么它就应该在pre过滤器链的顶层，post 类型过滤器如果 order 值越小，那么它就应该在 post 过滤器链的底层。示意图如下：（4）自定义全局过滤器：当然除了内置的全局过滤器，实际工作中还需要定制过滤器，下面来介绍一下如何自定义。我们模拟 Nginx 的 Access Log 功能，记录每次请求的相关信息。代码如下：好了，全局过滤器不必在路由上配置，注入到IOC容器中即可全局生效。此时发出一个请求，控制台打印信息如下：请求路径:/gateway/provider/port,远程IP地址:/0:0:0:0:0:0:0:1:64114,响应码:200 OK上述 demo 中并没有集成注册中心，每次路由配置都是指定固定的服务uri，如下图：这样做有什么坏处呢？网关服务需要知道所有服务的域名或IP地址，另外，一旦服务的域名或IP地址发生修改，路由配置中的 uri 就必须修改服务集群中无法实现负载均衡那么此时我们可以集成的注册中心，使得网关能够从注册中心自动获取uri，并实现负载均衡，这里我们以 nacos 注册中心为例介绍一下（1）pom 文件中新增依赖：（2）启动类添加 @EnableDiscoveryClient 注解开启注册中心功能，如下图：（3）配置 nacos 注册中心的地址：（4）服务路由配置：路由配置中唯一不同的就是路由的 uri，格式：lb://service-name，这是固定写法：lb：固定格式，指的是从nacos中按照名称获取微服务，并遵循负载均衡策略service-name：nacos注册中心的服务名称，这里并不是IP地址形式的为什么指定了 lb 就可以开启负载均衡，前面说过全局过滤器 LoadBalancerClientFilter 就是负责路由寻址和负载均衡的，可以看到如下源码：（5）开启 gateway 自动路由配置：随着我们的系统架构不断地发展，系统中微服务的数量肯定会越来越多，我们不可能每添加一个服务，就在网关配置一个新的路由规则，这样的维护成本很大；特别在很多种情况，我们在请求路径中会携带一个路由标识方便进行转发，而这个路由标识一般都是服务在注册中心中的服务名，因此这是我们就可以开启 spring cloud gateway 的自动路由功能，网关自动根据注册中心的服务名为每个服务创建一个router，将以服务名开头的请求路径转发到对应的服务，配置如下：这里需要注意的是，由于我们的网关项目配置了 server.servlet.context-path 属性，这会导致自动路由失败的问题，因此我们需要做如下两个修改：至此，我们就开启了 spring cloud gateway 的自动路由功能，网关自动根据注册中心的服务名为每个服务创建一个router，将以服务名开头的请求路径转发到对应的服务。假设我们的服务提供者在 nacos 注册中心的服务名为 “gateway-provider”，这时我们只需要访问 “http://localhost:9023/gateway/gateway-provider/test”，就可以将请求成功转发过去了上述例子都是将网关的一系列配置写到项目的配置文件中，一旦路由策略发生改变必须要重启项目，这样维护成本很高，特别是服务网关作为系统的中心点，一旦重启出现问题，影响面将是十分巨大的，因此，我们将网关的配置存放到配置中心中，这样由配置中心统一管理，一旦路由发生改变，只需要在配置中心修改即可，降低风险且实时失效。本部分就以 Apollo 配置中心为例介绍下如下实现动态路由配置：（1）添加 apollo 配置中心依赖：（2）添加 Apollo 路由更改监听刷新类：（3）暴露endpoint端点：# 暴露endpoint端点，暴露路由信息，有获取所有路由、刷新路由、查看单个路由、删除路由等方法
management.endpoints.web.exposure.include = *
management.endpoint.health.show-details = always至此，我们就完成了 Gateway 网关整合 Apollo 配置中心实现动态路由配置，一旦路由发生改变，只需要在配置中心修改即可被监听到并实时失效通过前面的测试可以看到一个现象：一旦路由的微服务下线或者失联了，Spring Cloud Gateway直接返回了一个错误页面，如下图：显然这种异常信息不友好，前后端分离架构中必须定制返回的异常信息。传统的Spring Boot 服务中都是使用 @ControllerAdvice 来包装全局异常处理的，但是由于服务下线，请求并没有到达。因此必须在网关中也要定制一层全局异常处理，这样才能更加友好的和客户端交互。Spring Cloud Gateway提供了多种全局处理的方式，今天只介绍其中一种方式，实现还算比较优雅：直接创建一个类 GlobalErrorExceptionHandler，实现 ErrorWebExceptionHandler，重写其中的 handle 方法，代码如下：好了，全局异常处理已经定制完成了，在测试一下，此时正常返回JSON数据了（JSON的样式根据架构需要自己定制），如下图：关于“SpringCloudGateway服务网关的部署与使用的方法是什么”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识，可以关注百云主机行业资讯频道，小编每天都会为大家更新不同的知识点。

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