SpringCloud Gateway 詳解

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什么是API網(wǎng)關(guān)

API網(wǎng)關(guān)是整個(gè)為微服務(wù)API 請(qǐng)求的入口，可以實(shí)現(xiàn)過(guò)濾API請(qǐng)求。
過(guò)濾器適合于單個(gè)服務(wù)實(shí)現(xiàn)過(guò)濾請(qǐng)求；
網(wǎng)關(guān)攔截整個(gè)微服務(wù)實(shí)現(xiàn)過(guò)濾請(qǐng)求，能夠解決整個(gè)微服務(wù)中冗余代碼；
過(guò)濾器是局部攔截，網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)全局?jǐn)r截。

為什么需要API網(wǎng)關(guān)

隨著微服務(wù)架構(gòu)的流行，API網(wǎng)關(guān)也越來(lái)越抽到歡迎，在微服務(wù)體系架構(gòu)中，將應(yīng)用程序劃分為幾個(gè)低耦合的服務(wù)（稱為微服務(wù)）。每個(gè)微服務(wù)都有其獨(dú)特的功能，盡管微服務(wù)提供了許多好處(最顯著的是更加易于開(kāi)發(fā)，部署和維護(hù)應(yīng)用程序的不同)，但他們卻使客戶難以快速、安全的訪問(wèn)所需要的信息。
API網(wǎng)關(guān)還可以充當(dāng)使用這些微服務(wù)的苦短的中央接口，從而解決其中的一些問(wèn)題?？蛻舳瞬槐卦L問(wèn)數(shù)十個(gè)單獨(dú)的微服務(wù)，而是可以向API網(wǎng)關(guān)發(fā)送單個(gè)請(qǐng)求，而API網(wǎng)關(guān)本身將聚集微服務(wù)。API網(wǎng)關(guān)的主要功能陳偉路由，但是使用API網(wǎng)關(guān)的原因還有很多。

API網(wǎng)關(guān)的職能

• 請(qǐng)求接入：作為所有API接口服務(wù)請(qǐng)求的接入點(diǎn)，管理所有的接入請(qǐng)求。

• 業(yè)務(wù)聚合：作為所有戶端業(yè)務(wù)服務(wù)的聚合點(diǎn)，所有的業(yè)務(wù)都可以在這里被調(diào)用

• 中介策略：實(shí)現(xiàn)安全、驗(yàn)證、路由、過(guò)濾、流控、緩存等策略，進(jìn)行一些必要的中介處理

• 統(tǒng)一管理：提供配置管理工具，對(duì)所有API服務(wù)的調(diào)用生命周期和相應(yīng)的中介策略進(jìn)行統(tǒng)一管理。

API網(wǎng)關(guān)的分類

如上圖所示，面對(duì)互聯(lián)網(wǎng)復(fù)雜的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，基本可以將API網(wǎng)關(guān)分成兩類：流量網(wǎng)關(guān)和業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)。

**流量網(wǎng)關(guān)：**跟具體的后端業(yè)務(wù)系統(tǒng)和服務(wù)完全無(wú)關(guān)的部分，比如安全策略、全局性流控策略、流量分發(fā)策略等。流量網(wǎng)關(guān)的功能跟 Web 應(yīng)用防火墻（WAF）非常類似。WAF一般是基于 Nginx/OpenResty 的 ngx_lua 模塊開(kāi)發(fā)的 Web 應(yīng)用防火墻。
**業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)：**針對(duì)具體的后端業(yè)務(wù)系統(tǒng)，或者是服務(wù)和業(yè)務(wù)有一定關(guān)聯(lián)性的部分，并且一般被直接部署在業(yè)務(wù)服務(wù)的前面。業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)一般部署在流量網(wǎng)關(guān)之后，業(yè)務(wù)系統(tǒng)之前，比流量網(wǎng)關(guān)更靠近系統(tǒng)。我們大部分情況下說(shuō)的 API 網(wǎng)關(guān)，狹義上指的是業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)。并且如果系統(tǒng)的規(guī)模不大，我們也會(huì)將兩者合二為一，使用一個(gè)網(wǎng)關(guān)來(lái)處理所有的工作

開(kāi)源API網(wǎng)關(guān)

目前常見(jiàn)的開(kāi)源網(wǎng)關(guān)大致上按照語(yǔ)言分類有如下幾類：

**Nginx+lua：**Open Resty、Kong、Orange、Abtesting gateway 等
**Java：**Zuul/Zuul2、Spring Cloud Gateway、Kaazing KWG、gravitee、Dromara soul 等
**Go：**Janus、fagongzi、Grpc-gateway
**Dotnet：**Ocelot
**NodeJS：**Express Gateway、Micro Gateway

按照使用數(shù)量、成熟度等來(lái)劃分，主流的有 4 個(gè)：

OpenResty
Kong
Zuul/Zuul2
Spring Cloud Gateway

Spring Cloud GateWay

概述

SpringCloud GateWay 是 Spring Cloud 的一個(gè)全新的項(xiàng)目， 基于?Spring 5.0+Spring Boot 2.0?和?Project Reactor等技術(shù)開(kāi)發(fā)的網(wǎng)關(guān)，它旨在為微服務(wù)架構(gòu)通過(guò)一種雞蛋呢有效的統(tǒng)一的API 路由管理方式
Spring Cloud GateWay 作為 Spring Cloud 生態(tài)系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)， 目標(biāo)是替代 Zuul ， 在Spring Cloud2.0 以上版本種，沒(méi)有對(duì)新版本的 Zuul 2.0 以上版本最高性能版本進(jìn)行集成，仍然還是使用的 Zuul 1.x 非?Reactor?模式的老版本，為了提升網(wǎng)關(guān)性能， Spring Cloud GateWay 基于 WebFlux 框架實(shí)現(xiàn)的，而WebFlux 框架底層則使用了高性能的 Reactor 模式通訊框架 Netty
Spring Cloud GateWay 的目標(biāo)是提供統(tǒng)一的路由方式且基于Filter 鏈的方式提供網(wǎng)關(guān)的基本功能，例如：安全，監(jiān)控/指標(biāo)， 和限流。

特性

• 基于Spring Framewrok5，Project Reactor 和Spring Boot 2.0進(jìn)行構(gòu)建

• 動(dòng)態(tài)路由：能夠匹配任何請(qǐng)求屬性；

• 可以對(duì)路由指定 Predicate（斷言）和 Filter（過(guò)濾器）；

• 集成 Spring Cloud 服務(wù)發(fā)現(xiàn)功能；

• 易于編寫(xiě) Predicate（斷言）和 Filter（過(guò)濾器）；

• 請(qǐng)求限流功能；

• 支持路徑重寫(xiě)。

Spring Cloud GateWay與Zuul區(qū)別

1. zuul1 基于Servlet2.5使用阻塞架構(gòu)，本質(zhì)上就是一個(gè)同步 Servlet，它不支持任何長(zhǎng)連接，每來(lái)一個(gè)請(qǐng)求會(huì)專門(mén)分配一個(gè)線程去處理，然后轉(zhuǎn)發(fā)到后端服務(wù)，后端再啟線程處理請(qǐng)求，后端處理時(shí)網(wǎng)關(guān)的線程會(huì)阻塞，當(dāng)請(qǐng)求數(shù)量比較大時(shí)，很容易造成線程池被沾滿而無(wú)法接受新的請(qǐng)求。

2. zuul2是基于Netty實(shí)現(xiàn)的異步非阻塞編程模型，SpringCloud目前沒(méi)有整合

3. pring Cloud Gateway 建立在 Spring Framework5、 Project Reactor 和Spring Boot 2之上，使用非阻塞 API。

4. Spring Cloud Gateway 還支持 websocket ， 并且與 Spring 緊密集成擁有更好的開(kāi)發(fā)體驗(yàn)。

Gateway原理

Route(路由)：路由是構(gòu)建網(wǎng)關(guān)的基本模塊，它由ID，目標(biāo)URI，一系列的斷言和過(guò)濾器組成，如果斷言為true則匹配該路由

Predicate（斷言）：參考的是java8的java.util.function.Predicate開(kāi)發(fā)人員可以匹配HTTP請(qǐng)求中的所有內(nèi)容（例如請(qǐng)求頭或請(qǐng)求參數(shù)），如果請(qǐng)求與斷言相匹配則進(jìn)行路由

Filter(過(guò)濾)：指的是Spring框架中GatewayFilter的實(shí)例，使用過(guò)濾器，可以在請(qǐng)求被路由前或者之后對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行修改。

Web請(qǐng)求，通過(guò)一些匹配條件，定位到真正的服務(wù)節(jié)點(diǎn)，并在這個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程前后，進(jìn)行一些精細(xì)化控制。Predicate就是我們的匹配條件；而filter，就可以理解為一個(gè)無(wú)所不能的攔截器，有了這兩個(gè)元素，再加上目標(biāo)URL，就可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)具體的路由了。

客戶端向Spring Cloud Gateway發(fā)出請(qǐng)求。然后在GateWay Handler Mapping中找到與請(qǐng)求相匹配的路由，將其發(fā)送到GateWay Web Handler。
Handler再通過(guò)制定的過(guò)濾器鏈來(lái)將請(qǐng)求發(fā)送到我們實(shí)際的服務(wù)執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯，然后返回。過(guò)濾器之間用虛線分開(kāi)是因?yàn)檫^(guò)濾器可能會(huì)在發(fā)送代理請(qǐng)求之前（“pre”)或之后（“post”)執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯。
Filter在‘pre’類型的過(guò)濾器可以做參數(shù)校驗(yàn)、流浪監(jiān)控、日志輸出、協(xié)議轉(zhuǎn)換等， 在’post‘類型的過(guò)濾器中可以做響應(yīng)內(nèi)容、響應(yīng)頭的修改，日志的輸出，流量監(jiān)控等有著非常重要的作用。

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