【微服务系列笔记】Gateway

2024-05-01 153

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本文涉及的产品

云原生网关 MSE Higress，422元/月

服务治理 MSE Sentinel/OpenSergo，Agent数量不受限

注册配置 MSE Nacos/ZooKeeper，118元/月

简介： Gateway是Spring Cloud生态系统中的网关服务，作为微服务架构的入口，提供路由、负载均衡、限流、鉴权等功能。借助于过滤器和路由器，Gateway能够动态地管理请求流量，保障系统的安全和性能。

1. 概述

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。

Gateway网关是我们服务的守门神，所有微服务的统一入口。

核心功能有以下四个：

权限控制：网关可以验证请求的身份并进行授权，确保只有经过身份验证的用户才能访问服务，从而保护系统的安全性。
路由分发：根据请求的路径或其他属性，网关可以将请求路由到相应的后端服务，使得微服务能够按照特定规则进行组织和访问。
负载均衡：网关可以将请求分发到多个服务实例中，以提高系统的性能和可用性，并避免单个服务实例的过载。
限流保护：网关可以实施限流策略，限制对后端服务的请求流量，防止系统被过度请求而导致的性能下降或宕机。

2. 快速入门

2.1. 环境搭建

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>

编写启动类

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

配置

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LoadBalance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
        - id: order-service
          uri: lb://orderService
          predicates:
            - Path=/order/**
          filters:
            - AddRequestHeader=Truth, Itcast is freaking awesome! # 路由过滤器，添加请求头
      default-filters: # 默认过滤器
        - AddRequestHeader=Truth, itheima

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

2.2. 工厂断言

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：

配置文件中断言规则为字符串，常使用-Path=/user/**，类似于正则匹配

字符串经过断言工厂加工后转变为路由判断的条件

2.3. 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：

流程类似于JavaWeb过滤器链

2.3.1. 过滤器分类

基于配置和代码实现，可分为两种：

GatewayFilter：Gateway网关过滤器，是针对单个路由的过滤器，又称局部过滤器（路由过滤器），其功能是针对访问的URL起到一定的过滤效果。通过配置实现。
GlobalFilter：从名称而言，那就是全局过滤器，对所有的路由都有效。

自定义全局过滤器：是需要实现具体的Java类来实现GlobalFilter接口，这其中可以根据进行权限的验证，HTTP请求的头部添加等等。
内置全局过滤器：Spring Cloud Gateway 自带的 30+ 过滤器，也是通过配置显示。也称为默认过滤器

网关过滤器 = 局部过滤器 = 路由过滤器

内置全局过滤器 = 默认过滤器

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

重点掌握自定义全局过滤器，了解内置过滤器的常见种类即可

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!

2.3.2. 局部过滤器

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

2.3.3. 内置全局过滤器

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!

2.3.4. 自定义全局过滤器

可自定义逻辑，实现以下功能：

登录状态判断
权限校验
请求限流等

实现步骤：

通过实现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);
}

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)
@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
        String auth = params.getFirst("authorization");
        // 3.校验
        if ("admin".equals(auth)) {
            // 放行
            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();
    }
}

2.3.5. 过滤器执行顺序

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，会按照内置全局过滤器>局部过滤器>自定义全局过滤器

2.4. 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
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

解决方式

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