微服务之服务网关Gateway

一、什么是Gateway?

　　Gateway是Spring生产系统上构建的API服务网关，基于Spring5、SpringBoot2和ProjectReactor等技术。它的目标是提供一种简单有效的方式对API进行路由，以及提供一些强大的过滤器功能，包括熔断、限流、重试等。

　　SpringCloud Gateway是SpringCloud的一个全新项目，基于WebFlux框架实现的，而webFlux底层使用了高性能的Reactor模式通信框架Netty。SpringCloud Gateway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，目的是为了替代Zuul成为全新一代的服务网关。

　　前面提到了服务网关，那什么又是服务网关呢?它是一个网络关口、通道，是整个微服务平台所有请求的统一入口，所有的客户端和服务消费端都只能通过这个关口来访问微服务。除了作为统一入口之外，它还可以处理非业务功能，承担认证授权、访问控制、路由、负载均衡、日志、缓存、映射、过滤、熔断、注册、服务编排、API管理、监控、统计分析等职责。所以选择一个优秀的服务网关对于开发微服务体系系统至关重要。以下是借鉴某伙伴的服务架构图：

 二、Gateway的工作流程

　　要理解工作流程，先了解以下三个核心名词

　　　　1、Route路由：路由是构建网关的基本模块，由一系列的断言和过滤器组成，如果断言为true则匹配该路由。

　　　　2、predicate断言：预先设置的规则条件。开发人员可以匹配http请求中的内容，如果请求与断言相匹配则进行路由匹配。

　　　　3、Filte过滤器：过滤器是GatewayFilter的一个实例，它可以在请求被路由前后完成对请求的修改。Gateway中存在一系列过滤链，用于完成不同的处理（请求前可以做权限校验、流量监控、日志输出、协议转换等，请求后响应内容修改等）。

　　一个web请求进来，Gateway首先会进行条件匹配，定位真正的服务节点，并在转发web请求的前后进行一些额外的处理，这些处理就通过过滤器来实现，而前面的匹配就是通过断言来实现。以下是网关内部的工作流程图

  三、服务网关模块的搭建

　　搭建服务网关模块的步骤：

　　1、引入jar包：除了引入gateway的jar包外，网关本身也是一种微服务，也需要注册到服务注册中心，因此还需要引入相应的注册中心客户端jar包，进行相应的配置（配置方式参考服务注册中心相关文档）。最后要注意的是，作为网关的模块请不要引入

与spring-boot-starter-web相关的包，否则会出现冲突报错。

<dependency>
  <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>

　　 2、修改application.yml文件，配置网关路由规则。路由是多个，可以配置在routes节点下，如图所示表示配置了两个路由规则：　

server:
  port: 9527

spring:
  application:
     name: cloud-gateway
  cloud:
     gateway:
        routes:
           - id: payment_routh                     #路由的ID，没有固定规则但要求唯一，建议配合服务名
             uri: http://localhost:8001            #匹配后提供服务的路由地址
             predicates:  
               - Path=/payment/get/**   #断言，路径相匹配的进行路由

           - id: payment_routh2                    #路由的ID，没有固定规则但要求唯一，建议配合服务名
             uri: http://localhost:8001            #匹配后提供服务的路由地址
             predicates: 
               - Path=/payment/lb/**     #断言，路径相匹配的进行路由

 　　当进行上述配置后，我们就可以不直接访问http://localhost:8001/payment/get/来调用微服务，而是通过http://localhost:9527/payment/get/来间接调用8001微服务。当客户端访问http://localhost:9527/****/***时，网关服务模块就根据路由规则进行匹配，从而调用不同的微服务（网关服务模块获取到请求地址后，用请求地址去断言，断言uri指定的微服务下是否存在predicates指定的路径模式，如果为true则调用）。

 　　3、完成以上两步，启动网关服务模块，客户端向微服务的请求全部通过访问该服务来实现，到此简单的网关服务模块搭建完成。

　　除了2中配置文件实现路由配置的方式外，还可以通过硬编码的方式(代码中注入RouteLocator的Bean)来实现路由匹配：新建网关配置文件GatewayConfig类，写入如下类似代码即可

@Configuration
public class GatewayConfig
{
   @Bean
   public RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder routeLocatorBuilder)
 {
  RouteLocatorBuilder.Builder routes = routeLocatorBuilder.routes();
  routes.route(
     id: "path_route_name",
     r -> r.path("/aaaa").uri("http://xxx.com/bbbb")  /* /aaaa路径将会被路由到http://xxx.com/bbbb  */
   ).build();

  return routes.build();
}

 四、动态路由配置

　　默认情况下，Gateway会根据注册中心注册的服务列表，以微服务的名称为路径创建动态路由进行转发，实现动态路由功能。开启动态路由只需要在上述简单路由的基础上修改yml配置文件，开启动态路由功能即可，要注意创建动态路由时uri要写成服务名称的形式，如下所示：

server:
  port: 9527

spring:
  application:
     name: cloud-gateway
  cloud:
     gateway:
        discovery:
           locator :
             enabled: true #开启从注册中心动态创建路由的功能，利用微服务名进行路由
        routes:

           - id: payment_routh                     #路由的ID，没有固定规则但要求唯一，建议配合服务名
             uri: http://cloud-server-name         #这里写微服务的名称，不要用地址
             predicates:  
              - Path=/payment/get/**   #断言，路径相匹配的进行路由       

 五、Gateway过滤器Filter

　　过滤器允许以某种方式修改传入的HTTP请求或返回的HTTP响应。过滤器作用于某些特定路由。Spring Cloud Gateway包括许多内置的 Filter工厂，这些工厂负责创建Filter过滤器实例，同时也支持自定义过滤器。多个过滤器结合使用可以形成过滤器链对http请求进行处理。

　　1、内置的过滤器：分为单一过滤器GatewayFilter和全局过滤器GlobalFilter，作用于业务逻辑之前或业务逻辑之后。使用方式与断言类似，通过配置实现过滤功能，yml配置参考代码如下

server:
  port: 9527

spring:
  application:
     name: cloud-gateway
  cloud:
     gateway:
        discovery:
           locator :
             enabled: true 
        routes:
           - id: payment_routh                     
             uri: http://cloud-server-name         
             filters:
                - AddRequestParameter=X-Request-Id,1024 #过搪器工厂会在匹配的请求头加上一对请求头，名称为X-Request-Id值为1024
             predicates:  
- Path=/payment/get/**

 　　 2、自定义全局过滤器：新建MyGatewayFilter类，实现GlobalFilter,Orderd接口，重写filter方法和getOrder方法，参考代码如下

@Component
public class MyGatewayFilter implements GlobalFilter,ordered  /*实现接口*/
{
    @override
     public Mono<Void> filter(ServerwebExchange exchange，GatewayFilterchain chain) /*exchange是请求的上下文，chain表示下一过滤器*/
    {
        string uname = exchange.getRequest().getQueryParams( ).getFirst( key: "uname");
        if(uname == nul1)
      {
         exchange.getResponse().setstatuscode(Httpstatus.NOT_ACCEPTABLE);
         return exchange.getResponse().setcomplete(); /*如果uname为空，则设置状态为不被接受，然后返回结果*/
       }
       return chain.filter(exchange); /*继续执行下一过滤器*/
    }
    @Override
     public int getorder()
   {
      return 0; /*设置过滤器顺序*/
   }
}

 　　以上代码的作用是过滤非法用户，只需完成以上编码，无需额外配置即可实现全局过滤功能。内置的过滤器此处不再详述。

六、Gateway常用的断言Predicate

　　分析前面的yml配置文件，发现predicates是复数形式，表明我们可以设置多个断言，进行更精确的匹配。Gateway提供了如下几种断言规则：

规则	配置格式	说明
After	- After=2020-02-05T15:10:03.685+08:00[Asia/Shanghai]	匹配在此时间之后的访问
Before	- Before=2020-02-05T15:10:03.685+08:00[Asia/Shanghai]	匹配在此时间之前的访问
Between	- Between=2020-02-05T15:10:03.685+08:00[Asia/Shanghai], 2020-02-05T15:10:03.685+08:00[Asia/Shanghai]	匹配在该时间段的访问
Cookie	- Cookie=username,zhangsan	匹配cookie名称为zhangsan
Header	- Header=X-Request-Id,d+	匹配请求头要有x-Request-Id属性并且值为整数
Host	- Host=**.yy.com	匹配主机名为.yy.com
Method	- Method=Get	匹配get请求
Path	- Path=/payment/get/**	匹配路径
Query	- Query=username,d+	匹配查询字符串存在username并且值为整数
RemoteAddr	- RemoteAddr =192.168.0.1/16	匹配Remote Adress为192.168.0.1