04.SpringCloud网关-gateway
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。‘
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。
2.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。
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,在网关中按照下游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.gateway快速入门
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>
我们需要使用eureka或者nacos的方式进行服务注册,因为网关负载均衡需要从服务注册中心获取实例列表。
2)编写启动类
package cn.itcast.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。
服务负载均衡的方式:
在之前的章节中我们提到过@LoadBalanced注解进行负载均衡,这里用网关进行负载均衡,这两种方式的区别或者是哪种更好?
进行请求负载均衡时,可以通过@LoadBalanced注解或者网关的lb配置来实现。
@LoadBalanced
注解是Spring Cloud提供的一个注解,用于开启RestTemplate或Feign客户端的负载均衡功能。当我们在使用RestTemplate或Feign客户端发送HTTP请求时,只需要在创建这些对象时加上@LoadBalanced注解,就能够自动实现请求的负载均衡。具体的负载均衡算法和节点选择方式,则取决于当前所使用的服务注册中心或负载均衡组件。
网关的lb配置
则是指在网关层面进行负载均衡。在使用Spring Cloud Gateway等网关组件时,我们可以通过配置lb参数来指定负载均衡策略和目标服务的选择规则。例如,我们可以在路由配置中使用lb参数来指定某个服务的负载均衡策略和节点选择规则。具体的配置方式和参数含义,可以参考各个网关组件的官方文档。
总之,无论是@LoadBalanced注解还是网关的lb配置,它们都可以实现请求的负载均衡。具体的实现方式和选择规则,则取决于当前所使用的服务注册中心、负载均衡组件或网关组件。
如果配置的网关,那么所有的请求都会经过网关【如果你这么配置了】,即使是服务之间的调用也要经过网关,所以使用网关的负载均衡就可以了。如果没有配置网关就使用
@LoadBalanced
注解的方式。
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:
访问userService才可以使用端口10010,而访问orderService不可以,因为gateway并没有路由到orderService。使用http://localhost:8081/user/1也可以访问到userService服务,因为userService配置文件中开启8081端口,即使不配置也会采用默认的8080端口,所以我们可以通过这个端口直接访问到该服务,所以网关有什么用呢?
因为我们目前都是在本地环境上进行微服务项目练习的,所以各个端口我们都可以访问到,但是当项目部署后,服务器上的端口就需要我们配置放开后才能供别的IP地址访问到,所有请求都要经过网关,所以我们的网关端口10010就可以放开给所有IP地址,而要访问8081端口和8080端口上部署的userservice服务,需要先经过网关,所以不能放开给所有IP地址,只放开给网关IP即可。这样用户要访问userservice服务的时候就必须去访问网关,由网关路由给userservice服务,而不能绕过网关访问userservice服务。
5)网关路由的流程图
整个访问的流程如下:
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
接下来,就重点来学习路由断言和路由过滤器的详细知识
4.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 |
我们只需要掌握Path这种路由工程就可以了。
5.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
下面我们以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=itcast 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-service
uri: lb://userservice
predicates:
- Path=/user/**
filters: # 过滤器
- AddRequestHeader=Truth, Itcast 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-service
uri: lb://userservice
predicates:
- Path=/user/**
default-filters: # 默认过滤项
- AddRequestHeader=Truth, Itcast is freaking awesome!
4)总结
过滤器的作用是什么?
① 对路由的请求或响应做加工处理,比如添加请求头
② 配置在路由下的过滤器只对当前路由的请求生效
defaultFilters的作用是什么?
① 对所有路由都生效的过滤器
6.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,在拦截器中定义自己的业务逻辑则没办法使用上述提到过滤器。
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);
}
Mono表示响应式编程,返回值应该是一个事件,chain.filter(exchange)
表示沿着过滤器链继续执行,exchange.getResponse().setComplete()
表示终止。
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
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 cn.itcast.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) //设置过滤器的顺序,越小优先级越高
@Component
public class AuthorizeFilter implements GlobalFilter {
@Override
public 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,这个方法表示获取第一个
String auth = params.getFirst("authorization");
// 3.校验
if ("admin".equals(auth)) {
// 放行,这里放行的逻辑为调用过滤器链的下一个过滤器的filter方法
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
7.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
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:之前我们没有添加网关的时候是直接在类上添加一个@CrossOrigin
注解。更多解决方案可以看我的博客。现在我们来看下另一种解决方式。
2)模拟跨域问题
找到资料的页面文件:
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cookie
maxAge: 360000 # 这次跨域检测的有效期
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