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Spring Cloud - 网关

老张正准备下班,路过小齐的位置,发现他正在阅读Spring Cloud Gataway的官方文档

看了看时间,等公交车还有一会儿,顺便就和小齐交流一下,便问道:“你在学习Spring Cloud网关吗?”

小齐听到声音后转过身来,便看到老张拉了一把椅子坐下。正好自己有一些疑惑的地方,也想找人交流学习一下。

“是啊,我最近不是在学习微服务这部分知识吗,现在学到网关这部分了。其实我不是特别明白,为什么我们的微服务需要网关呢?”

什么是网关

老张神秘一笑,说道:“我给你看两张图你就明白了。”然后在小齐的电脑上搜出了这篇文章里面的两张图。

“我们假设你现在要做一个电商应用,前端是移动端的APP,后端是各种微服务。那你可能某个页面需要调用多个服务的数据来展示。如果没有网关,你的系统看起来就是这个样子的:”

没有网关
没有网关

“而如果加上了网关,你的系统就会变成这个样子:”

有网关
有网关

“嗯,这看起来是一个‘高内聚,低耦合’的思想,如果不使用网关,可能有什么坏处呢?”小齐问道。

“这个其实从刚刚的第一张图你就看得出来,如果没有网关,你的客户端就会变得非常麻烦。对每一个微服务,可能都要做权限认证、负载均衡等工作;而且后端的微服务可能还使用了不同的消息通信协议;最重要的是,如果你想对微服务进行重构,比如拆分或者合并为服务器,那也必须得修改客户端,增加了复杂性。”

网关的技术选型

小齐:“那看来网关确实是至关重要,现在市面上有哪些微服务网关呢?”

“我们在实现网关的时候,需要考虑到的是它的性能和可扩展性。对于现成的产品来说,NGINX Plus是一个很不错的选择,NGINX Plus 提供了一个成熟的、可扩展的、高性能 web 服务器和一个易于部署的、可配置可编程的反向代理。NGINX Plus 可以管理身份验证、访问控制、负载均衡请求、缓存响应,并提供应用程序可感知的健康检查和监控。除此之外,你还可以使用Node.js或者Netty根据自己的需求去自己写一个网关。而且Spring Cloud也提供了一些已经写好的微服务网关框架,你知道有哪些吗?”

“我查了一下,好像Spring Cloud Gataway和Netflix的Zuul都挺不错的。但Netflix的套件暂停开发了,所以我现在主要在看Spring Cloud Gateway。”

老张点点头,道:“是的,Netflix很多组件到停止开发了。前两天我们讨论的Hystrix也是,但是Hystrix的替代产品还在孵化中。但网关方面,Spring Cloud Gateway已经孵化完成了,可以用来替代Zuul。那你知道Spring Cloud Gateway的原理吗?”

Spring Cloud Gateway

小齐把刚刚自己正在看的官方文档打开,然后给老张看了官网文档的这个图,一边说道:“Spring Cloud Gateway是基于Spring Boot 2.0, Spring WebFlux, Reactor项目构建的,底层是Netty。它的流程其实和Zuul很相似,使用一系列的过滤器去处理请求,达到我们自己想要的定制化。”

原理图
原理图

老张问:“那里刚刚看完了官方文档,可以跟我总结一下它有哪些功能吗?”

“Spring Cloud Gateway几乎可以满足绝大多数网关的需求。它主要有下面一些功能:”

断言 Predicate

断言可以指定在什么情况下可以匹配某个路由。断言是基于Java 8提供的Predicate接口。Gateway(以下简称Spring Cloud Gateway为Gateway)提供了一些默认的断言。你可以在官方文档查看具体有哪些断言以及它们的用法。

支持时间、Cookie、Header、Host、HTTP Method、相对路径、URL查询语句、远程IP等来做断言。比如:

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: method_route
        uri: https://example.org
        predicates:
        - Method=GET
复制代码

网关过滤器 GatewayFilter

Gateway也提供了一些已经写好的过滤器。可以查看官方文档。主要有重写request或者response的header、parameter、body、session、安全、重写路径、重试以及对熔断的一些支持。

全局过滤器 Global Filters

全局过滤器与网关过滤器类似,只是默认会给所有的请求都添加上全局过滤器。当然,也可以自己定义全局过滤器。过滤器的顺序可以通过@Order注解来指定:

@Bean
@Order(-1)
public GlobalFilter a() {
    return (exchange, chain) -> {
        log.info("first pre filter");
        return chain.filter(exchange).then(Mono.fromRunnable(() -> {
            log.info("third post filter");
        }));
    };
}

@Bean
@Order(0)
public GlobalFilter b() {
    return (exchange, chain) -> {
        log.info("second pre filter");
        return chain.filter(exchange).then(Mono.fromRunnable(() -> {
            log.info("second post filter");
        }));
    };
}

@Bean
@Order(1)
public GlobalFilter c() {
    return (exchange, chain) -> {
        log.info("third pre filter");
        return chain.filter(exchange).then(Mono.fromRunnable(() -> {
            log.info("first post filter");
        }));
    };
}
复制代码

其它功能

Gateway还提供了其它很多功能,比如说SSL方面的配置、基于netty的access log、跨域、actuator端点等等。具体的用法可以参考官方文档。

尤其是actuator端点,它可以让我们使用HTTP请求去动态地获取、新增、删除路由。具体的使用方法和参数查看官方文档

定制化

除此以外,Gateway提供了一些接口和抽象类。用户还可以自己定制化断言、Filter、路由等,实现更个性化的要求。参考文档在这里,但是目前文档还不完善,可以自己看看源码。

与注册中心配合

老张:“嗯,上面基本上把Spring Cloud Gateway的功能总结全了。它还可以与Spring Cloud的注册中心无缝集成。”

小齐接着老张的话,说道:“是的,Gateway可以很方便地与注册中心配合起来使用,默认使用Ribbon实现了负载均衡。你只需要加入某个注册中心的依赖,比如consul-discovery,然后把配置打开就行了:”

spring.cloud.gateway.discovery.locator.enabled=true
复制代码

“这样你就可以请求Gataway的/service-id/path来访问服务名叫service-id的某个微服务的/path路径了。比如:”

http://gateway:8080/service-user/hello

->

http://service-user:8080/hello

也可以对某个微服务做个性化的配置,参考文档

网关本身的负载均衡

说完后,小齐问道:“那所有微服务就只有一个网关,万一并发量上去了,网关承受不住怎么办?”

老张笑道:“正如你上面所说,Spring Cloud Gateway底层是Netty的,它本身就能承受比较大的并发。如果还是承受不了并发量,那可以注册多个Gateway实例,然后在前面弄一个Nginx或者F5等负载均衡器。大概图是这样:”

网关负载均衡
网关负载均衡

老张看了看时间,差不多该去赶车了。“今天就到这吧,下次再交流~”

关于作者

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笔名Yasin,一个有深度,有态度,有温度的程序员。工作之余分享编程技术和生活,如果喜欢我的文章,可以顺手关注一下公众号,也欢迎转发分享给你的朋友~

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