SpringCloud_Gateway网关

概述

简介

SpringCloud全家桶中有个很重要的组件就是网关，在1.X版本中采用Zuul，但在2.X版本中，Zuul的升级一直跳票，SpringCloud自己研发了GateWay替代Zuul。

SpringCloud Gateway使用的是Webflux中的reactor-netty响应式编程组件,底层使用了Netty通讯框架。

特性

• 基于Spring Framework 5，Project Reactor和SpringBoot2.0进行构建
• 动态Route，能够匹配任何请求属性
• 对Route指定Predicate和Filter
• 集成Hystrix断路器功能
• 集成SpringCloud服务发现功能
• 易于编写Predicate和Filter
• 请求限流
• 路径重写

与Zuul的区别

• Zuul是一个基于阻塞IO的API Gateway
• Zuul 1.x基于Servlet2.5使用阻塞架构，不支持任何长连接（如WebSocket），设计模式和Nginx较像，每次IO操作都是从工作线程中选择一个执行，请求线程被阻塞到工作线程完成，但差别是Nginx用C++实现，Zuul用Java实现，而JVM本身会有第一次加载较慢的情况，使得Zuul的性能相对较差。
• Zuul 2.x理念更先进，想基于Netty非阻塞和支持长连接，但SpringCloud目前还没有整合。Zuul 2.x的性能较Zuul有较大的提升。在性能方面，根据官方提供的基准测试，SpringCloud Gateway的RPS是Zuul的1.6倍。
• SpringCloud Gateway基于Spring Framework 5，Project Reactor和SpringBoot2.0进行构建
• SpringCloud Gateway还支持WebSocket，并且与Spring紧密集成拥有更好的开发体验。

Zuul 1.x模型

Zuul 1.x采用Tomcat容器，使用传统的Servlet IO模型。
Servlet的生命周期：

1. container启动时构造servlet对象并调用init()进行初始化
2. container运行时接受请求，并为每个请求分配一个线程（一般从线程池获取空闲线程），然后调用service()
3. container关闭时调用destroy()销毁servlet

上述模式的缺点：
servlet是一个简单的网络IO模型，当请求进入servlet container时，container就会为其绑定一个线程，在并发不高的场景下，这种模型是适用的，但是一旦高并发，线程数量就会上涨，而线程资源代价是昂贵的（上下文切换，内存消耗大），严重影响请求处理时间。在一些简单业务场景下，不希望每个request分配一个线程，只需要一个或几个线程就能应对极大的并发请求，这种业务场景下servlet模型没有优势。

GateWay模型

传统的web框架，比如springmvc等都是基于Servlet API与Servlet容器基础上运行的。但是在Servlet3.1之后有了异步非阻塞的支持。而WebFlux是一个典型的异步非阻塞模型，它的核心是基于Reactor相关API实现的。相对于传统的web框架来说，它可以运行在诸如Netty，UnderTow及支持Servlet3.1的容器上。非阻塞式+函数式编程。

核心概念

Route 路由

路由是构建网关的基本模块，它由ID、目标URI，一系列的Predicate和Filter组成，如果Predicate为true则匹配该路由。

Predicate 断言

开发人员可以匹配HTTP请求中的所有内容（例如请求头或者请求参数），如果请求与断言相匹配则进行路由。

Filter 过滤

使用过滤器，可以在请求被路由前或者之后进行修改。

工作流程

客服端向GateWay发出请求，然后在Gateway Handler Mapping中找到请求匹配的路由，将其发送到Gateway Web Handler。

Handler再通过指定的过滤器链将请求发送到实际的服务执行业务逻辑。过滤器可以设置在业务逻辑之前或者之后。

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

配置

1. pom

<!--gateway-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>

2. yaml

server:
  port: 9527

spring:
  application:
    name: cloud-gateway
  cloud:
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true #开启从注册中心动态创建路由的功能，利用微服务名进行路由
      routes:
        - id: payment_routh #payment_route    #路由的ID，没有固定规则但要求唯一，建议配合服务名
          #uri: http://localhost:8001          #匹配后提供服务的路由地址
          uri: lb://cloud-payment-service #匹配后提供服务的路由地址
          predicates:
            - Path=/payment/get/**         # 断言，路径相匹配的进行路由

        - id: payment_routh2 #payment_route    #路由的ID，没有固定规则但要求唯一，建议配合服务名
          #uri: http://localhost:8001          #匹配后提供服务的路由地址
          uri: lb://cloud-payment-service #匹配后提供服务的路由地址
          predicates:
            - Path=/payment/lb/**         # 断言，路径相匹配的进行路由
            #- After=2020-02-21T15:51:37.485+08:00[Asia/Shanghai]
            #- Before=2020-02-21T15:51:37.485+08:00[Asia/Shanghai]
            #- Between=2020-02-21T15:51:37.485+08:00[Asia/Shanghai],2020-02-21T15:52:37.485+08:00[Asia/Shanghai]
            #- Cookie=username,zzyy
            #- Header=X-Request-Id, \d+  # 请求头要有X-Request-Id属性并且值为整数的正则表达式
            #- Host=127.0.0.1
            #- Method=GET
            #- Query=username,\d+

eureka:
  instance:
    hostname: cloud-gateway-service
  client: #服务提供者provider注册进eureka服务列表内
    service-url:
      register-with-eureka: true
      fetch-registry: true
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka

3. Filter

@Component
@Slf4j
public class MyLogGatewayFilter implements GlobalFilter, Ordered {

    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        log.info("come in global filter: {}", new Date());

        ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
        String uname = request.getQueryParams().getFirst("uname");
        if (uname == null) {
            log.info("用户名为null，非法用户");
            exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.NOT_ACCEPTABLE);
            return exchange.getResponse().setComplete();
        }
        // 放行
        return chain.filter(exchange);
    }

    /**
     * 过滤器加载的顺序 越小,优先级别越高
     *
     * @return
     */
    @Override
    public int getOrder() {
        return 0;
    }
}