微服务⽹关 - 技术栈

微服务网关（API Gateway）是微服务架构中的一个重要组成部分，它充当客户端与后端服务之间的单一入口。API网关负责处理所有的出入请求，提供集中式的安全、路由、负载均衡、监控等功能。

主要功能：

请求路由：根据请求的具体信息，将请求转发给适当的微服务。

负载均衡：在多个实例之间分配流量，以确保更好的可用性和性能。

安全：提供统一的身份验证和授权机制，例如 API 密钥、OAuth2 等。

监控和日志：跟踪请求和响应的情况，提供有关服务性能和健康状况的信息。

协议转换：实现不同协议（如 HTTP、WebSocket、gRPC 等）之间的转换。

API 聚合：将多个微服务的响应聚合成一个响应，以减少客户端的请求次数。

1.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。

1.1 为什么需要⽹关

Gateway⽹关是我们服务的守⻔神，所有微服务的统⼀⼊⼝。

⽹关的核⼼功能特性：

请求路由
权限控制
限流

架构图：

权限控制：⽹关作为微服务⼊⼝，需要校验⽤户是否有请求资格，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。

在SpringCloud中⽹关的实现包括两种：

gateway
zuul

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。

1.2.gateway快速⼊⻔

下⾯，我们就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：创建⼀个 api-gateway 的模块,导⼊相关依赖

<!-- gateway网关 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
        </dependency>
        <!-- nacos客户端 -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>

2）编写基础配置和路由规则

创建application.yml⽂件，内容如下：

server:
  port: 7000
spring:
  application:
    name: api-gateway
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true # 让gateway可以发现nacos中的微服务
      routes: # 路由数组[路由 就是指定当请求满足什么条件的时候转到哪个微服务]
        - id: product_route # 当前路由的标识, 要求唯一
          uri: lb://service-product # lb指的是从nacos中按照名称获取微服务,并遵循负载均 衡策略
          #uri: http://localhost:8081/ # 请求要转发到的地址
          order: 1 # 路由的优先级,数字越小级别越高
          predicates: # 断言(就是路由转发要满足的条件)
            - Path=/product-serv/** # 当请求路径满足Path指定的规则时,才进行路由转发
          filters: # 过滤器,请求在传递过程中可以通过过滤器对其进行一定的修改
            - StripPrefix=1 # 转发之前去掉1层路径

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。

3）重启测试

@SpringBootApplication
//@EnableDiscoveryClient 是 Spring Cloud 中用来标识一个服务能够注册到服务发现机制（如 Eureka、Consul 等）的注解。
//通过使用这个注解，应用程序可以在启动时自动向注册中心注册，并能够通过服务发现机制查找其他服务。
@EnableDiscoveryClient
public class GatewayApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(GatewayApplication.class, args);
    }
}

总结：

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

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

1.3 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/Sha nghai] |
| 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 | - Between=2037-01- 20T17:42:47.789- 07:00[America/Denver], 2037- 01-21T17:42:47.789- 07:00[America/Denver |
| 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 | |

1.4.过滤器⼯⼚

微服务过滤器

过滤器（Filter）是在处理请求和响应过程中执行一些额外功能的组件。它们通常在服务内部使用，是对请求和响应进行预处理或后处理的机制。

主要功能：

请求日志记录：记录请求的详细信息，进行审计和分析。

身份验证：在请求到达业务逻辑之前验证用户的身份。

请求修改：修改请求体或请求头，例如为请求添加特定的标识信息。

响应修改：在响应返回客户端之前对其进行修改，比如添加额外信息或进行统一格式化。

异常处理：处理微服务中发生的异常，并返回适当的错误信息给客户端。

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：

1.4.1 路由过滤器的种类

Spring提供了31种不同的路由过滤器⼯⼚

1.4.2 请求头过滤器

下⾯我们以AddRequestHeader 为例来讲解。只需要修改gateway服务的application.yml⽂件，添加路由过滤即可：

server:
  port: 7000
spring:
  application:
    name: api-gateway
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true # 让gateway可以发现nacos中的微服务
      routes: # 路由数组[路由 就是指定当请求满足什么条件的时候转到哪个微服务]
        - id: product_route # 当前路由的标识, 要求唯一
          uri: lb://service-product # lb指的是从nacos中按照名称获取微服务,并遵循负载均 衡策略
          #uri: http://localhost:8081/ # 请求要转发到的地址
          order: 1 # 路由的优先级,数字越小级别越高
          predicates: # 断言(就是路由转发要满足的条件)
            - Path=/product-serv/** # 当请求路径满足Path指定的规则时,才进行路由转发
            - Before=2031-04-13T15:14:47.433+08:00[Asia/Shanghai]
          filters: # 过滤器,请求在传递过程中可以通过过滤器对其进行一定的修改
            - StripPrefix=1 # 转发之前去掉1层路径
            - AddRequestHeader=msg,abc


package com.xn.controller;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.xn.domain.Product;
import com.xn.service.ProductService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.ConfigurableApplicationContext;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
public class ProductController {

    @Autowired
    private ProductService productService;


//    @GetMapping("/nacos-config-test1")
//    public String nacosConfingTest1() {
//        return applicationContext.getEnvironment().getProperty("config.appName");
//    }
//
//    @Value("${config.appName}")
//    private String appName;
//
//    @GetMapping("/nacos-config-test2")
//    public String nacosConfingTest2() {
//        return appName;
//    }

    //商品信息查询
    @RequestMapping("/product/{pid}")
    public Product product(@PathVariable("pid") Integer pid) {
        Product product = productService.findByPid(pid);
        return product;
    }
    @RequestMapping("/productHeader")
    public String productHeader(@RequestHeader(value = "msg",required = false) String msg) {
        System.out.println("=============>头信息："+msg);
        return "productHeader";
    }


}

1.4.3 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：

1.4.4 全局过滤器

上⼀节学习的过滤器，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。

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

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

⾃定义全局过滤器

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、

实现：在gateway中定义⼀个过滤器：

package com.xn.util;

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.util.MultiValueMap;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import reactor.core.publisher.Mono;

import java.util.List;
@Order(-1)
@Component
public class AuthorizeFilter implements GlobalFilter {
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        // 1.获取请求参数
        String auth = exchange.getRequest().getHeaders().get("authorization").get(0);
        // 3.校验
        if ("admin".equals(auth)) {
            // 放行
            return chain.filter(exchange);
        }
        // 4.拦截
        // 4.1.禁止访问
        exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
         //4.2.结束处理
//        System.out.println("放行");
        return exchange.getResponse().setComplete();
    }
}

//发送请求测试
//http://localhost:7000/product-serv/product/6?authorization=admin

1.4.5 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。

微服务网关和微服务过滤器的区别与联系