微服务网关简介

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微服务网关简介
- Introduce
一、SpringCloud Gateway 简介
二、特征
三、配置路由的方式
四、路由匹配规则
五、高级特性

Introduce

当我们实现了各种微服务后，我们的各种微服务又要如何提供给外部应用调用呢？？
当然，因为是Rest API 接口，外部客户端直接调用微服务是没有问题的。但是出于种种原因，这并不是一个很好的选择。让客户端直接与各个微服务进行通讯，会存在以下问题。

客户端会多次请求不同的微服务，增加了客户端的复杂性
存在跨域请求，在一定场景下处理会变得相对比较复杂
实现认证复杂，每个微服务都需要独立认证
难以重构，项目迭代，可能导致微服务重新划分，如果客户端直接与微服务通讯，那么重构将会很难实施
如果某些微服务使用了防火墙、浏览器不友好的协议，直接访问会有一定的困难

对于上述的问题我们应该如何解决？通过服务网关即可解决。在微服务系统中微服务资源一般不直接暴露给外部客户端访问，这样的好处是将内部的服务隐藏起来，从而解决上述问题。网关有很多重要的意义，具体体现在下面几个方面：

网关可以做一些身份认证、权限管理、防止非法请求操作权限等，对服务起一定保护作用
网关将所有的微服务统一管理，对外统一暴露，外界系统不需要知道微服务架构相互调用的复杂性，同时也避免了内部服务一些敏感信息的泄露问题。
易于监控，可在微服务网关收集监控数据并将其推送到外部系统进行分析
客户端只跟服务网关打交道，减少了客户端与各个微服务之间的交互次数
多渠道支持，可以根据不同客户端（WEB端、移动端、桌面端、。。）提供不同的API网关
网关可以用来做流量监控。在高并发下，对服务进行限流、降级
网关把服务从内部分离出来，方便测试

微服务网关能够实现，路由、负载均衡等多种功能。类似Nginx、反向代理的功能。在微服务架构中，后端服务往往不直接开放给调用端，而是通过一个API网关根据请求的URL，路由到相应的服务，当添加API网关后，在第三方调用端和服务提供之间创建了一面墙，在API网关中进行权限控制，同时API网关以负载均衡的方式发送给后端服务。微服务网关架构：
在这里插入图片描述

一、SpringCloud Gateway 简介

springCloud 是spring Cloud 的一个全新的项目，该项目是基于Spring 5.0，spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等技术开发的网关，它旨在为微服务架构提供一种简单有效的统一的API管理方式

SpringCloud Gateway 作为Spring Cloud 生态系统中的网关，目标是代替Zuul,在Spring Cloud 2.0 以上版本中，没有对新版本的Zuul 2.0最新高性能版本进行集成，仍然还是使用Zuul 2.0之前的Reactor 模式的老版本，而为了提升网关的性能，Spring Cloud Gateway 是基于WebFlux框架实现的，而WebFlux框架底层使用了高性能的Reactor 模式通信框架Netty

Spring Cloud Gateway 的目标，不仅提供了统一的路由方式，并且基于Filter 链的方式提供了网关基本的功能，例如：安全，监控/指标，和限流

二、特征

SpringCloud官方，对SpringCloud Gateway 特征介绍如下：

基于 Spring Framework 5，Project Reactor 和 Spring Boot 2.0
集成 Spring Cloud DiscoveryClient
predicate 和 Filters 作用于特定路由，易于编写的Predicates 和 Filters
具备一些网关的高级功能，动态路由、限流、路径重写
集成熔断器 CircuitBreaker

从以上特征来说和Zuul 的差别不大，Spring Cloud Gateway 和 Zuul 的主要差别在于底层的通信框架上。

简单说明一下，上文中的三个术语：

Filter(过滤器)
和Zuul 的过滤器在概念上类似，可以用它拦截和修改请求，并且对下游的响应进行二次处理，过滤器为 org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilter 类的实例
Route(路由)
网关配置的基本组成模块，和Zuul 的路由配置模块类似。一个Route 模块由一个ID，一个目标URI，一组断言和一组过滤器定义。如果断言为真，则路由匹配，目标URI就会被访问。
Predicate(断言)
这是一个Java8 的Predicate, 可以使用它来匹配来自HTTP 请求的任何内容，例如headers 或参数，断言的输入类型是一个 ServerWebExchange

三、配置路由的方式

路由是网关配置的基本组成模块，和Zuul 的路由配置模块类似。一个Route 模块由一个ID ，一个目标URI，一组断言和一组过滤器定义。如果断言为真，则路由匹配，目标URI就会被访问。

1.基础路由配置方式：
如果请求的地址，是单个的URI资源路径，配置文件如下：

spring:
   application:
     name: api-gateway
   cloud:
     gateway:
       routes:
          - id: service1
            uri: https://blog.csdn.net
            predicates:
              - Path=/csdn

各字段含义如下。
● id：我们自定义的路由 ID，保持唯一
● uri：目标服务地址
● predicates：路由条件，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）。
上面这段配置的意思是，配置了一个 id 为 url-proxy-1的URI代理规则，路由的规则为，当访问地址http://localhost:8080/csdn/1.jsp时，会路由到上游地址https://blog.csdn.net/1.jsp。

2.基于代码的路由配置方式

转发功能同样可以通过代码来实现，我们可以在启动类 GateWayApplication 中添加方法 customRouteLocator() 来定制转发规则

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class GatewayApplication {
    
    

    public static void main(String[] args) {
    
    
        SpringApplication.run(GatewayApplication.class, args);
    }

    @Bean
    public RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) {
    
    
        return builder.routes()
                .route("path_route", r -> r.path("/csdn")
                        .uri("https://blog.csdn.net"))
                .build();
    }
}

3.和注册中心相结合的路由配置方式

在uri的schema协议部分为自定义的lb:类型，表示从微服务注册中心（如Eureka）订阅服务，并且通过负载均衡进行服务的路由。代码如下。

server:
  port: 9005
spring:
  application:
    name: api-gateway
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: service1
          uri: https://blog.csdn.net
          predicates:
            - Path=/csdn
        - id: service2
#          uri: http://127.0.0.1:9001
          uri: lb://cloud-payment-service
          predicates:
            - Path=/payment/**
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:9004/eureka

四、路由匹配规则

Spring Cloud Gateway 的主要功能是转发请求，转发规则的定义主要包含三个部分：

Route(路由)：路由是网关的基本单元，有ID、URI、一组Predicate、一组 Filter 组成，根据Predicate 进行匹配转发
Predicate(谓语、断言)：路由转发的判断条件，目前SpringCloud Gateway 支持多种形式，常见如：Path、Query、Method、Header 等，写法必须遵循 key = value 的形式
Filter（过滤器）：过滤器是由请求转发时所经过的过滤逻辑，可用于修改请求和响应内容

五、高级特性

熔断降级
在分布式系统中，网关作为流量的入口，因此会有大量的请求进入网关，向其他服务发起调用，其他服务不可避免的出现调用失败（超时、异常），失败时不能让请求堆积在网关上，需要快速失败并返回给客户端，想要实现这个要求，就必须在网关上做熔断、降级操作。
为什么在网关上请求失败需要快速返回给客户端？因为当一个客户端请求发生故障的时候，这个请求会一直堆积在网关上，当然只有一个这种请求，网关肯定没有问题（如果一个请求就能造成整个系统瘫痪，那这个系统可以下架了），但是网关上堆积了就会给网关乃至整个服务器都造成巨大的压力，以保证核心业务的正常运行，同时也保持了客户和大部分客户得到正确的响应，所以需要网关上请求失败需要快速返回给客户端。
CircuitBreaker 过滤器使用 Spring Cloud CircuitBreaker API 将网关路由包装在断路器中。Spring Cloud CircuitBreaker 支持多个可与 Spring Cloud Gateway 一起使用熔断器库。比如Spring Cloud 支持开箱即用的 Resilience4j。

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