SpringCloud之Gateway组件简介

网关的理解

网关类似于海关或者大门，出入都需要经过这个网关。别人不经过这个网关，永远也看不到里面的东西。可以在网关进行条件过滤，比如大门只有对应的钥匙才能入内。网关和大门一样，永远暴露在最外面

不使用网关

前端需要记住每一个服务的IP和port

如果有一个服务部署多台，那么前端需要自行分配

使用网关

前端不需要记每一个服务的IP和port，只需要将请求发送到网关即可，网关根据资源路径做路由跳转

网关中可以做安全控制 比如Token校验、限流等

可以做负载均衡

Gateway的理解

是Spring官网推出的一套网关组件，用来取代Zuul

它的目的是为了让路由跳转更加方便、灵活，还提供了一些强大的过滤器功能。比如：IP黑名单、Token校验等

基于webFlux框架实现，webFlux框架底层使用了高性能的Reactor模式通信框架的Netty

Gateway是在Spring生态系统之上构建的API网关服务，基于Spring 5，Spring Boot 2和Project Reactor等技术。

Gateway旨在提供一种简单而有效的方式来对API进行路由，以及提供一些强大的过滤器功能，例如:熔断、限流、重试等。

① Gateway工作原理

客户端发送请求到Gatewaty，然后Gateway HandlerMapping通过对比映射，找到与其匹配的路由，将其发送到Gateway WebHandler。Handler再通过指定的过滤器将请求分发到实际的业务逻辑，并返回。

在过滤器中可以做增加代码：

在请求之前[pre]做校验等

在请求之后[post]做日志输出等

Gateway核心逻辑：根据资源路径做路由转发，并且执行过滤器链。

② Gateway三大核心概念

路由（Route）

和eureka结合做动态路由

组成部分：一个路由ID、一个唯一资源定位符URI、一组断言、一组Filter

如果路由断言为真，那么URL和配置路由匹配

断言（Predicate）

返回一个boolean表达式

过滤器（Filter）

Gateway中的过滤器分为Gateway Filter（针对一个路由）和Global Filter（全局）

在过滤器中可以编写校验规则以及响应的处理

③ Gateway和Nginx区别

Nginx做限流、负载均衡、路由都需要修改nginx.conf配置文件

Gateway和eureka结合，实现了自动路由跳转；和Ribbon集合，实现了负载均衡。Gateway也能够通过配置进行限流的实现

路由使用

① 访问流程

② Loing-service

@RestController
public class LoginController {

    @GetMapping("doLogin")
    public String doLogin(String username,String password){
        System.out.println(username+" -> "+password);
        String token = UUID.randomUUID().toString();
        return token;
    }
}

② Gateway-server

gateway依赖

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

配置路由

server:
  port: 80
spring:
  application:
    name: gateway-server
  cloud:
    gateway:
      enabled: true # 默认开启Gateway
      routes: # 路由组
        - id: login-service-route # 路由ID 保证唯一
          uri: http://localhost:8080 # uri唯一资源定位符 url唯一资源标识符
          predicates: # 断言
            - Path=/doLogin # 和服务中的路径匹配

④ 编程式路由

不借助配置文件，使用编码的方式来实现路由转发

@Configuration
public class RouteConfig {

    @Bean
    public RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) {
        return builder.routes()
                .route("anime-id", r->r.path("/anime").uri("https://www.bilibili.com"))
                .route("variety-id",r->r.path("/variety").uri("https://www.bilibili.com"))
                .build();
    }
}

如果在uri后面的资源路径和path中的路由一样，那么gateway不会把path中的路由拼接到uri后面。

编程式和配置文件的方式可以结合使用

动态路由

如果在路由转发时直接将URL写死，从而IP和port也被写死，那么Gateway将无法达到负载均衡的效果。应该是只提供服务名，然后通过这个名字去找对应的服务，从而达到负载均衡的效果

让Gateway服务也注册到注册中心中，那么Gateway就能够拥有所有的服务信息

Gateway会根据注册中心中的服务列表，以每个服务名为路径创建动态路由进行转发

① 第一种实现方式

使用lb（Load Balance）协议，表示启用Gateway的负载均衡功能
server:
  port: 80
spring:
  application:
    name: gateway-server
  cloud:
    gateway:
      enabled: true # 默认开启Gateway
      routes: # 路由组
        - id: login-service-route # 路由ID 保证唯一
          # uri: http://localhost:8080 # uri唯一资源定位符 url唯一资源标识符
          uri: lb://login-service # lb://服务名
          predicates:
            - Path=/doLogin # 和服务中的路径匹配
调用：http://localhost/doLogin

② 第二种实现方式

使用服务发现，自动创建动态路由从而实现负载均衡
server:
  port: 80
spring:
  application:
    name: gateway-server
  cloud:
    gateway:
      enabled: true # 默认开启Gateway
      discovery:
        locator:
           enabled: true # 开启动态路由
           lower-case-service-id: true # 将注册列表中的服务名小写

断言

在项目启动的时候，Gateway会去加载一些路由断言工厂，例如：After、Query

断言就是给路由增加一些匹配规则，如果发送的请求符合这些规则，就能够去访问，否则404。简单说这些匹配规则也就是一些boolean表达式，要么true进入，要么false拒绝

① 分类

② 使用

在配置文件中，对某个路由进行操作。动态路由不能使用断言
spring:
  application:
    name: gateway-server
  cloud:
    gateway:
      enabled: true # 默认开启Gateway
      routes:
        - id: login-service-route
          uri: lb://login-service
          predicates:
            - Path=/doLogin
            - Method=GET,POST # GET,POST请求能够访问
            - After=2022-11-02T17:23:16.423+08:00[Asia/Shanghai] # 在指定时间后才能访问 通过ZonedDateTime获取
            - Query=username,admin. # 必须给username传值 后面的值必须是：adminx

过滤器

Gateway中的过滤器和Servlet里面的过滤器差不多，用户修改进入HTTP请求和HTTP响应

分为GatewayFilter（针对某一个路由）和GlobalFilter（全局过滤）

① 自定义全局过滤器

在自定义过滤器中编写业务逻辑，比如Token校验、限流。

@Component
public class TestFilter implements GlobalFilter {

    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        // 获取请求对象
        ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
        RequestPath path = request.getPath();
        // 打印路由以及服务名
        System.out.println(path);
        HttpHeaders headers = request.getHeaders();
        // 获取主机IP
        String ip = headers.getHost().getHostName();
        System.out.println(ip);
        // 获取响应对象
        ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();
        // 放过
        return chain.filter(exchange);
    }
}

定义过滤器顺序

@Component
public class TestFilter implements Ordered {

    @Override
    public int getOrder() {
        // 数字越小 越往前
        return 0;
    }
}

返回值处理

// 获取响应对象
ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();
// 设置响应头
response.getHeaders().set("content-Type","application/json;charset=UTF-8");
// 封装返回数据
Map<String,Object> map = new HashMap<>();
map.put("code", 401);
map.put("msg","没有该权限");
ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
try {
    // 将map集合转为byte数组
    byte[] bytes = objectMapper.writeValueAsBytes(map);
    // 将byte数组包装成一个数据缓冲包
    DataBuffer wrap = response.bufferFactory().wrap(bytes);
    // 返回
    return response.writeWith(Mono.just(wrap));
} catch (JsonProcessingException e) {
    e.printStackTrace();
}

限流

在一定的时间段内，限制用户的访问频率。

① 限流模型

漏斗算法、令牌通算法、计算器算法、窗口滑动算法

入不敷出：生产令牌的速度赶不上使用的速度

系统以提前配置好的速率去生产令牌。

给令牌桶设置一个阈值，当桶满后，多余的令牌直接丢弃

客户发送请求都需要去拿令牌

如果没有拿到令牌该请求不能成功访问

如果拿到令牌将去访问服务，完成业务处理后删除令牌

当桶中的令牌数达到最低额度时，使用完的令牌返回

② Gateway中的限流

Gateway中已经内置了RequestRateLimiterGatewayFilterFactory，结合Redis做令牌桶算法。需要导入redis依赖
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis-reactive</artifactId>
</dependency>
配置限流规则
@Configuration
public class RequestLimiterConfig {

    /*
      基于IP做限流
     */
    @Bean
    @Primary // 主候选
    public KeyResolver ipKeyResolver(){
        return exchange-> Mono.just(exchange.getRequest().getHeaders().getHost().getHostName());
    }

    /*
      基于API接口最限流
     */
    @Bean
    public KeyResolver apiKeyResolver(){
        return exchange -> Mono.just(exchange.getRequest().getPath().toString());
    }
}
修改配置文件
spring:
  application:
    name: gateway-server
  cloud:
    gateway:
      enabled: true # 默认开启Gateway
      routes:
        - id: login-service-route
          uri: lb://login-service
          predicates:
            - Path=/doLogin
          filters:
            - name: RequestRateLimiter # 过滤器名称
              args:
                key-resolver: '#{@ipKeyResolver}' # Bean对象的名字
                redis-rate-limiter.replenishRate: 1 # 每秒钟生产多少令牌
                redis-rate-limiter.burstCapacity: 3 # 令牌桶中的容量
只针对某一个路由

跨域配置

跨域：CORS同源策略。

因为网关是服务的最边缘，所有的请求都需要走网关，将跨域的配置写在网关。

编程式

@Configuration
public class CorsConfig {
    @Bean
    public CorsWebFilter corsFilter() {
        CorsConfiguration config = new CorsConfiguration();
        config.addAllowedMethod("*");
        config.addAllowedOrigin("*");
        config.addAllowedHeader("*");
        UrlBasedCorsConfigurationSource source = new UrlBasedCorsConfigurationSource(new PathPatternParser());
        source.registerCorsConfiguration("/**", config);
        return new CorsWebFilter(source);
    }
}

配置文件

spring:
  cloud:
    gateway:
      globalcors:
        cors-configurations:
          '[/**]': # 针对那些路径
            allowCredentials: true # 可以携带Cookie
            allowedHeaders: '*'
            allowedMethods: '*'
            allowedOrigins: '*'

面试题相关

什么是微服务网关

Spring Cloud Gateway 是 Spring 官方基于 Spring 5.x，Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等技术开发的网关，Spring Cloud Gateway 旨在为微服务架构提供一种简单而有效的统一的 API 路由管理方式。Spring Cloud Gateway 作为 Spring Cloud 生态系统中的网关，目标是替代 Netflix Zuul，其不仅提供统一的路由方式，并且基于 Filter 链的方式提供了网关基本的功能，例如：安全性、监视/指标和弹性。

使用Gateway的优势

Spring Cloud Gateway 可以看做是一个 Zuul 1.x 的升级版和代替品，比 Zuul 2 更早的使用 Netty 实现异步 IO，从而实现了一个简单、比 Zuul 1.x 更高效的、与 Spring Cloud 紧密配合的 API 网关。
Spring Cloud Gateway 里明确的区分了 Router 和 Filter，并且一个很大的特点是内置了非常多的开箱即用功能，并且都可以通过 SpringBoot 配置或者手工编码链式调用来使用。
比如内置了 10 种 Router，使得我们可以直接配置一下就可以随心所欲的根据 Header、或者 Path、或者 Host、或者 Query 来做路由。
比如区分了一般的 Filter 和全局 Filter，内置了 20 种 Filter 和 9 种全局 Filter，也都可以直接用。当然自定义 Filter 也非常方便。

zuul和spring cloud gateway的对比

zuul：是Netflix的，是基于servlet实现的，阻塞式的api，不支持长连接。

gateway：是springcloud自己研制的微服务网关，是基于Spring5构建，能够实现响应式非阻塞式的Api，支持长连接

gateway的组成

路由 : 网关的基本模块，有ID，目标URI，一组断言和一组过滤器组成

断言：就是访问该旅游的访问规则，可以用来匹配来自http请求的任何内容，例如headers或者参数

过滤器：这个就是我们平时说的过滤器，用来过滤一些请求的，gateway有自己默认的过滤器，具体请参考官网，我们也可以自定义过滤器，但是要实现两个接口，ordered和globalfilter

SpringCloud之Gateway组件简介

网关的理解

Gateway的理解

路由使用

动态路由

断言

过滤器

限流

跨域配置

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