第八章 Gateway 服务网关
- Spring Cloud Gateway 是 Spring Cloud 的一个全新项目，该项目是基于 Spring 5.0，Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等响应式编程和事件流技术开发的网关，它旨在为微服务架构提供一种简单有效的统一的 API 路由管理方式。
一、为什么需要网关
- Gateway 网关是我们服务的守门神，所有微服务的统一入口。
1. 网关的核心功能特性
- 请求路由
- 权限控制
- 限流
2. 架构图
-
权限控制：网关作为微服务入口，需要校验用户是是否有请求资格，如果没有则进行拦截。
-
路由和负载均衡：一切请求都必须先经过 gateway，但网关不处理业务，而是根据某种规则，把请求转发到某个微服务，这个过程叫做路由。当然路由的目标服务有多个时，还需要做负载均衡。
-
限流：当请求流量过高时，在网关中按照下流的微服务能够接受的速度来放行请求，避免服务压力过大。
3. 在 SpringCloud 中网关的实现包括两种
- gateway
- zuul
4. 区别
- Zuul 是基于 Servlet 的实现，属于阻塞式编程。
- 而 SpringCloudGateway 则是基于 Spring5 中提供的 WebFlux，属于响应式编程的实现，具备更好的性能。
二、Gateway 快速入门
下面演示下网关的基本路由功能。基本步骤如下：
- 创建 SpringBoot 工程 gateway，引入网关依赖
- 编写启动类
- 编写基础配置和路由规则
- 启动网关服务进行测试
1. 创建 gateway 服务，引入依赖
- 创建服务：
- 引入依赖：
<!--网关-->
<dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>
<!--nacos服务发现依赖-->
<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>
2. 编写启动类
package com.alex.gateway;import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;@SpringBootApplication
public class GatewayApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(GatewayApplication.class, args);}
}
3. 编写基础配置和路由规则
- 创建 application.yml 文件，内容如下：
server:port: 10010 # 网关端口
spring:application:name: gateway # 服务名称cloud:nacos:server-addr: localhost:8848 # nacos地址gateway:routes: # 网关路由配置- id: user-service # 路由id，自定义，只要唯一即可# uri: http://127.0.0.1:8081 # 路由的目标地址 http就是固定地址uri: lb://userservice # 路由的目标地址 lb就是负载均衡，后面跟服务名称predicates: # 路由断言，也就是判断请求是否符合路由规则的条件- Path=/user/** # 这个是按照路径匹配，只要以/user/开头就符合要求
-
我们将符合
Path规则的一切请求，都代理到uri参数指定的地址。 -
本例中，我们将
/user/**开头的请求，代理到lb://userservice，lb 是负载均衡，根据服务名拉取服务列表，实现负载均衡。
4. 重启测试
- 重启网关，访问 http://localhost:10010/user/1 时，符合
/user/**规则，请求转发到 uri：http://userservice/user/1，得到了结果：
5. 网关路由的流程图
- 整个访问的流程如下：
6. 总结
6.1 网关搭建步骤
-
创建项目，引入 nacos 服务发现和 gateway 依赖
-
配置 application.yml，包括服务基本信息、nacos 地址、路由
6.2 路由配置包括
-
路由 id：路由的唯一标示
-
路由目标（uri）：路由的目标地址，http 代表固定地址，lb 代表根据服务名负载均衡
-
路由断言（predicates）：判断路由的规则
-
路由过滤器（filters）：对请求或响应做处理
三、断言工厂
-
我们在配置文件中写的断言规则只是字符串，这些字符串会被 Predicate Factory 读取并处理，转变为路由判断的条件
-
例如 Path=/user/**是按照路径匹配，这个规则是由
org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.PathRoutePredicateFactory类来处理的，像这样的断言工厂在 SpringCloudGateway 还有十几个:
| 名称 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
| After | 是某个时间点后的请求 | - After=2037-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver] |
| Before | 是某个时间点之前的请求 | - Before=2031-04-13T15:14:47.433+08:00[Asia/Shanghai] |
| Between | 是某两个时间点之前的请求 | - Between=2037-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver], 2037-01-21T17:42:47.789-07:00[America/Denver] |
| Cookie | 请求必须包含某些 cookie | - Cookie=chocolate, ch.p |
| Header | 请求必须包含某些 header | - Header=X-Request-Id, \d+ |
| Host | 请求必须是访问某个 host（域名） | - Host=.somehost.org,.anotherhost.org |
| Method | 请求方式必须是指定方式 | - Method=GET,POST |
| Path | 请求路径必须符合指定规则 | - Path=/red/{segment},/blue/** |
| Query | 请求参数必须包含指定参数 | - Query=name, Jack 或者- Query=name |
| RemoteAddr | 请求者的 ip 必须是指定范围 | - RemoteAddr=192.168.1.1/24 |
| Weight | 权重处理 |
- 只需要掌握 Path 这种路由工程就可以了。
四、过滤器工厂
- GatewayFilter 是网关中提供的一种过滤器，可以对进入网关的请求和微服务返回的响应做处理：
1. 路由过滤器的种类
- Spring 提供了 31 种不同的路由过滤器工厂。例如：
| 名称 | 说明 |
|---|---|
| AddRequestHeader | 给当前请求添加一个请求头 |
| RemoveRequestHeader | 移除请求中的一个请求头 |
| AddResponseHeader | 给响应结果中添加一个响应头 |
| RemoveResponseHeader | 从响应结果中移除有一个响应头 |
| RequestRateLimiter | 限制请求的流量 |
2. 请求头过滤器
- 以 AddRequestHeader 为例来讲解。
需求：给所有进入 userservice 的请求添加一个请求头：Truth=Alex is freaking awesome!
- 只需要修改 gateway 服务的 application.yml 文件，添加路由过滤即可：
spring:cloud:gateway:routes:- id: user-serviceuri: lb://userservicepredicates:- Path=/user/**filters: # 过滤器- AddRequestHeader=Truth, Alex is freaking awesome! # 添加请求头
- 当前过滤器写在 userservice 路由下，因此仅仅对访问 userservice 的请求有效。
3. 默认过滤器
- 如果要对所有的路由都生效，则可以将过滤器工厂写到 default 下。格式如下：
spring:cloud:gateway:routes:- id: user-serviceuri: lb://userservicepredicates:- Path=/user/**default-filters: # 默认过滤项- AddRequestHeader=Truth, Alex is freaking awesome!
4. 总结
4.1 过滤器的作用是什么?
-
对路由的请求或响应做加工处理，比如添加请求头
-
配置在路由下的过滤器只对当前路由的请求生效
4.2 defaultFilters 的作用是什么？
- 对所有路由都生效的过滤器
五、全局过滤器
- 前面学习的过滤器，网关提供了 31 种，但每一种过滤器的作用都是固定的。如果我们希望拦截请求，做自己的业务逻辑则没办法实现。
1. 全局过滤器作用
-
全局过滤器的作用也是处理一切进入网关的请求和微服务响应，与 GatewayFilter 的作用一样。区别在于 GatewayFilter 通过配置定义，处理逻辑是固定的；而 GlobalFilter 的逻辑需要自己写代码实现。
-
定义方式是实现 GlobalFilter 接口。
public interface GlobalFilter {/*** 处理当前请求，有必要的话通过{@link GatewayFilterChain}将请求交给下一个过滤器处理** @param exchange 请求上下文，里面可以获取Request、Response等信息* @param chain 用来把请求委托给下一个过滤器* @return {@code Mono<Void>} 返回标示当前过滤器业务结束*/Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain);
}
-
在 filter 中编写自定义逻辑，可以实现下列功能：
- 登录状态判断
- 权限校验
- 请求限流等
2. 自定义全局过滤器
2.1 需求
-
定义全局过滤器，拦截请求，判断请求的参数是否满足下面条件：
-
参数中是否有 authorization，
-
authorization 参数值是否为 admin
-
-
如果同时满足则放行，否则拦截
2.2 实现
- 在 gateway 中定义一个过滤器：
package com.alex.gateway.filters;import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilterChain;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GlobalFilter;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import reactor.core.publisher.Mono;@Order(-1)
@Component
public class AuthorizeFilter implements GlobalFilter {@Overridepublic Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {// 1.获取请求参数MultiValueMap<String, String> params = exchange.getRequest().getQueryParams();// 2.获取authorization参数String auth = params.getFirst("authorization");// 3.校验if ("admin".equals(auth)) {// 放行return chain.filter(exchange);}// 4.拦截// 4.1.禁止访问，设置状态码exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.FORBIDDEN);// 4.2.结束处理return exchange.getResponse().setComplete();}
}
3. 过滤器执行顺序
-
请求进入网关会碰到三类过滤器：当前路由的过滤器、DefaultFilter、GlobalFilter
-
请求路由后，会将当前路由过滤器和 DefaultFilter、GlobalFilter，合并到一个过滤器链（集合）中，排序后依次执行每个过滤器：
-
排序的规则是什么呢？
- 每一个过滤器都必须指定一个 int 类型的 order 值，order 值越小，优先级越高，执行顺序越靠前。
- GlobalFilter 通过实现 Ordered 接口，或者添加@Order 注解来指定 order 值，由我们自己指定
- 路由过滤器和 defaultFilter 的 order 由 Spring 指定，默认是按照声明顺序从 1 递增。
- 当过滤器的 order 值一样时，会按照 defaultFilter > 路由过滤器 > GlobalFilter 的顺序执行。
-
详细内容，可以查看源码：
org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinitionRouteLocator#getFilters()方法是先加载 defaultFilters，然后再加载某个 route 的 filters，然后合并。org.springframework.cloud.gateway.handler.FilteringWebHandler#handle()方法会加载全局过滤器，与前面的过滤器合并后根据 order 排序，组织过滤器链
六、跨域问题
1. 什么是跨域问题
-
跨域：域名不一致就是跨域，主要包括：
-
域名不同： www.taobao.com 和 www.taobao.org 和 www.jd.com 和 miaosha.jd.com
-
域名相同，端口不同：localhost:8080 和 localhost8081
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-
跨域问题：浏览器禁止请求的发起者与服务端发生跨域 ajax 请求，请求被浏览器拦截的问题
-
解决方案：CORS
2. 模拟跨域问题
- 找到页面文件：
（见专栏 -> 全栈资料包 -> 资源包/02_cloud）
-
放入 tomcat 或者 nginx 这样的 web 服务器中，启动并访问。
-
可以在浏览器控制台看到下面的错误：
- 从 localhost:8090 访问 localhost:10010，端口不同，显然是跨域的请求。
3. 解决跨域问题
- 在 gateway 服务的 application.yml 文件中，添加下面的配置：
spring:cloud:gateway:# 。。。globalcors: # 全局的跨域处理add-to-simple-url-handler-mapping: true # 解决options请求被拦截问题corsConfigurations:'[/**]':allowedOrigins: # 允许哪些网站的跨域请求- "http://localhost:8090"allowedMethods: # 允许的跨域ajax的请求方式- "GET"- "POST"- "DELETE"- "PUT"- "OPTIONS"allowedHeaders: "*" # 允许在请求中携带的头信息allowCredentials: true # 是否允许携带cookiemaxAge: 360000 # 这次跨域检测的有效期
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