API网关：SpringCloud GateWay

一. 网关的作用及背景

1.API网关的作用

• 请求路由

在我们的系统中由于同一个接口新老两套系统都在使用，我们需要根据请求上下文将请求路由到对应的接口。

• 统一鉴权

对于鉴权操作不涉及到业务逻辑，那么可以在网关层进行处理，不用下层到业务逻辑。

• 统一监控

由于网关是外部服务的入口，所以我们可以在这里监控我们想要的数据，比如入参出参，链路时间。

• 流量控制，熔断降级

对于流量控制，熔断降级非业务逻辑可以统一放到网关层。

2.GateWay产生的背景

Cloud全家桶中有个很重要的组件就是网关，在1.x版本中都是采用的Zuul网关； 但在2.x版本中，zuul的升级一直跳票，SpringCloud最后自己研发了一个网关替代Zuul， 那就是SpringCloud Gateway一句话：gateway是原zuul1.x版的替代 。SpringCloud Gateway 是 Spring Cloud 的一个全新项目，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。 为了提升网关的性能，SpringCloud Gateway是基于WebFlux框架实现的，而WebFlux框架底层则使用了高性能的Reactor模式通信框架Netty。  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 

二.GateWay配置介绍

1.GateWay三大概念

• Route（路由）：路由是构建网关的基本模块，它由 ID、目标 URI、一系列的断言和过滤器组成，如果断言为 true 则匹配该路由
• Predicate（断言）：参考的是 Java8 中的 java.util.function.Predicate。开发人员可以匹配 HTTP 请求中的所有内容（例如请求头或请求参数），如果请求与断言相匹配则进行路由
• Filter（过滤）：指的是 Spring 框架中 GatewayFilter 的实例，使用过滤器，可以在请求被路由之前或之后对请求进行修改。

spring: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: service-provider # 路由标示，必须唯一uri: lb://SERVICE-PROVIDER # 路由的目标地址；动态路由使用，lb://微服务名predicates:  # 路由断言，判断请求是否符合规则- Path=/provider/**  # 路径断言，判断路径是否是以/provider开头，如果是则符合- id: service-consumeruri: lb://SERVICE-CONSUMERpredicates:- Path=/consumer/**

1.1 Route（路由）

gateway 中可以配置多个 Route。一个 Route 由路由 id，转发的 uri，多个 Predicates 以及多个 Filters 构成。处理请求时会按优先级排序，找到第一个满足所有 Predicates 的 Route。

1.2 Predicate（断言）

Gateway中predicates配置除了Path断言工厂，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

1.3 Filter（过滤）

gateway提供了31种不同的内置路由过滤器工厂。常用的如：

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

1.2.1 添加过滤器

spring: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: service-provider # 路由标示，必须唯一uri: lb://SERVICE-PROVIDER # 路由的目标地址；动态路由使用，lb://微服务名predicates:  # 路由断言，判断请求是否符合规则- Path=/provider/**  # 路径断言，判断路径是否是以/provider开头，如果是则符合- id: service-consumeruri: lb://SERVICE-CONSUMERpredicates:- Path=/consumer/**filters: # 针对某个服务添加过滤器- AddRequestHeader=name,zhangsan default-filters: # 全局过滤器给请求添加请求头信息- AddRequestHeader=name,zhangsan - AddRequestHeader=age,10

1.2.2 自定义全局过滤器（鉴权）

1.2.3 gateway中过滤器的执行顺序

• 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gateway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。

三.GateWay工作原理

1.GateWay架构原理

1.拉取注册中心的服务列表

2.获取请求地址，根据routes路由规则判断匹配所拉取的服务列表

3.路由规则匹配上了某个服务列表中的服务，负载均衡转发个对应的服务

2.GateWay的内部流程

1）服务启动时：

1.服务启动时，加载配置文件中的路由配置

2.将路由配置转化为RouteDefinition (封装gateway路由属性信息的bean，即Route的bean定义)

3.RouteLocator读取RouteDefinition并将RouteDefinition 转换成Route对象（ Route对象中定义并实例化了路由断言、过滤器、路由地址及路由优先级等信息 ），并提供了获取Route对象的方法

2）客户端请求到达时：

1.Netty Server监听到客户端请求，通过所有路由的路由断言，看是否匹配上路由

2.匹配上路由，封装具体路由的Handler（将路由的一些信息封装到ServerWebExchange对象中），并将对应的过滤器链加入到Handler中

3.拿到具体路由的执行Handler后，执行过滤器链，并通过路由信息转发请求到对应的服务

RoutePredicateHandlerMapping的执行顺序通过路由定位器获取全部路由（RouteLocator）
通过路由的谓语（Predicate）过滤掉不可用的路由信息
查找到路由信息后将路由信息设置当上下文环境中（GATEWAY_ROUTE_ATTR）
返回gatway自定的webhandler（FilteringWebHandler）