SpringCloudAlibaba-服务网关Gateway

一：网关简介

在微服务架构中，一个系统会被拆分为很多个微服务。那么作为客户端要如何去调用这么多的微服务呢？如果没有网关的存在，我们只能在客户端记录每个微服务的地址，然后分别去调用。这样的话会产生很多问题，例如：

客户端多次请求不同的微服务，增加客户端代码或配置编写的复杂性
认证复杂，每个微服务都有独立认证
存在跨域请求，在一定场景下处理相对复杂

为解决上面的问题所以引入了网关的概念：所谓的API网关，就是指系统的统一入口，它封装了应用程序的内部结构，为客户端提供统一服务，一些与业务本身功能无关的公共逻辑可以在这里实现，诸如认证、鉴权、监控、路由转发等。

比较流行的网关对比

Nginx+lua

　　使用nginx的反向代理和负载均衡可实现对api服务器的负载均衡及高可用lua是一种脚本语言,可以来编写一些简单的逻辑, nginx支持lua脚本

Kong

　　基于Nginx+Lua开发，性能高，稳定，有多个可用的插件(限流、鉴权等等)可以开箱即用。问题：只支持Http协议；二次开发，自由扩展困难；提供管理API，缺乏更易用的管控、配置方式。

Zuul

　　Netflix开源的网关，功能丰富，使用JAVA开发，易于二次开发问题：缺乏管控，无法动态配置；依赖组件较多；处理Http请求依赖的是Web容器，性能不如Nginx

Spring Cloud Gateway

　　Spring公司为了替换Zuul而开发的网关服务，将在下面具体介绍。

二：Gateway简介

Spring Cloud Gateway是Spring公司基于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 路由管理方式。它的目标是替代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，监控和限流。

优点：

性能强劲：是第一代网关Zuul的1.6倍
功能强大：内置了很多实用的功能，例如转发、监控、限流等
设计优雅，容易扩展

缺点：

其实现依赖Netty与WebFlux，不是传统的Servlet编程模型，学习成本高
不能将其部署在Tomcat、Jetty等Servlet容器里，只能打成jar包执行
需要Spring Boot 2.0及以上的版本，才支持

三：Gateway核心架构

3.1：基本概念

路由(Route) 是 gateway 中最基本的组件之一，表示一个具体的路由信息载体。主要定义了下面的几个信息:

id：路由标识、区别于其他route
uri：路由指向的目的地uri，即客户端请求最终被转发到的微服务
order：用于多个route之间的排序，数值越小排序越靠前，匹配优先级越高
predicate：断言的作用是进行条件判断，只有断言都返回真，才会真正的执行路由
filter：过滤器用于修改请求和响应信息

3.2：执行流程

Gateway Client向Gateway Server发送请求
请求首先会被HttpWebHandlerAdapter进行提取组装成网关上下文
然后网关的上下文会传递到DispatcherHandler，它负责将请求分发给RoutePredicateHandlerMapping
RoutePredicateHandlerMapping负责路由查找，并根据路由断言判断路由是否可用
如果过断言成功，由FilteringWebHandler创建过滤器链并调用
请求会一次经过PreFilter--微服务--PostFilter的方法，最终返回响应

四：Gateway快速入门

4.1：创建一个api-gateway模块，导入相关依赖

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>springcloud-alibaba</artifactId>
        <groupId>com.chenpt</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>api-gateway</artifactId>

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

</project>

完整版pom.xml

4.2：创建启动类

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class GatewayApplication {

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

GatewayApplication

4.3：添加配置文件

server:
  port: 7000
spring:
  application:
    name: api-gateway
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848
    gateway:
      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
         predicates:                # 断言(就是路由转发要满足的条件)
          - Path=/shop-pro/**       # 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
       - id: order_route
         uri: lb://service-order
         predicates:
          - Path=/shop-order/**
         filters:
          - StripPrefix=1

application.yml

4.4：测试

五：网关限流

采用前面学过的Sentinel组件来实现网关的限流

5.1：导入依赖

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-spring-cloud-gateway-adapter</artifactId>
</dependency>

5.2：编写配置类

基于Sentinel 的Gateway限流是通过其提供的Filter来完成的，使用时只需注入对应的SentinelGatewayFilter实例以及 SentinelGatewayBlockExceptionHandler 实例即可。

@Configuration
public class GatewayConfig {
    private final List<ViewResolver> viewResolvers;
    private final ServerCodecConfigurer serverCodecConfigurer;

    public GatewayConfig(List<ViewResolver> viewResolvers, ServerCodecConfigurer serverCodecConfigurer) {
        this.viewResolvers = viewResolvers;
        this.serverCodecConfigurer = serverCodecConfigurer;
    }

    // 初始化一个限流的过滤器
    @Bean
    @Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
    public GlobalFilter sentinelGatewayFilter() {
        return new SentinelGatewayFilter();
    }

    // 配置初始化的限流参数
    @PostConstruct
    public void initGatewayRules() {
//        Set<GatewayFlowRule> rules = new HashSet<>();
//        rules.add(
//                new GatewayFlowRule("product_route") //资源名称,对应路由id
//                        .setCount(1) // 限流阈值
//                        .setIntervalSec(1) // 统计时间窗口，单位是秒，默认是 1 秒
//        );
//        GatewayRuleManager.loadRules(rules);


        Set<GatewayFlowRule> rules = new HashSet<>();
        rules.add(new GatewayFlowRule("product_route").setCount(1).setIntervalSec(1));
        rules.add(new GatewayFlowRule("order_route").setCount(1).setIntervalSec(1));
        GatewayRuleManager.loadRules(rules);
    }

    // 配置限流的异常处理器
    @Bean
    @Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
    public SentinelGatewayBlockExceptionHandler sentinelGatewayBlockExceptionHandler() {
        return new SentinelGatewayBlockExceptionHandler(viewResolvers, serverCodecConfigurer);
    }

    //　自定义限流异常页面
    @PostConstruct
    public void initBlockHandlers() {
        BlockRequestHandler blockRequestHandler = new BlockRequestHandler() {
            @Override
            public Mono<ServerResponse> handleRequest(ServerWebExchange serverWebExchange, Throwable throwable) {
                Map map = new HashMap<>();
                map.put("code", 0);
                map.put("message", "接口被限流了");
                return ServerResponse.status(HttpStatus.OK).
                        contentType(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8).
                        body(BodyInserters.fromObject(map));
            }
        };
        GatewayCallbackManager.setBlockHandler(blockRequestHandler);
    }

}

GatewayConfig