微服务---Spring Cloud Alibaba 05(网关)

一、网关概念

 

        出现:我们知道,一个大型系统在设计时,经常会被拆分为很多个微服务。那么作为客户端要如何去调用 这么多的微服务呢?客户端可以直接向微服务发送请求,每个微服务都有一个公开的URL,该URL可以直接映射到具体的微服务,如果没有网关的存在,我们只能在客户端记录每个微服务的地址,然后分别去调用。这样的架构,会存在着诸多的问题,例如,客户端请求不同的微服务可能会增加客户端代码或配置的复杂性。还有就是每个服务,在调用时都需要独立认证。并且存在跨域请求,也在一定程度上提高了代码的复杂度。基于微服务架构中的设计及实现上的问题,为了在项目中简化前端的调用逻辑,同时也简化内部服务之间互相调用的复杂度,更好保护内部服务,提出了网关的概念。

        定义:网关的角色是作为一个 API 架构,用来保护、增强和控制对于 API 服务的访问。API 网关是一个处于应用程序或服务(提供 REST API 接口服务)之前的系统,用来管理授权、访问控制和流量限制等,这样 REST API 接口服务就被 API 网关保护起来,对所有的调用者透明。因此,隐藏在 API 网关后面的业务系统就可以专注于创建和管理服务,而不用去处理这些策略性的基础设施。

        功能

SpringCloud Gateway 优缺点

        优点

  1. 性能强劲:是第一代网关Zuul的1.6倍。
  2. 功能强大:内置了很多实用的功能,例如转发、监控、限流等
  3. 设计优雅,容易扩展。

        缺点

  1. 依赖Netty与WebFlux(Spring5.0),不是传统的Servlet编程模型(Spring MVC就是基于此模型实现),学习成本高。
  2. 需要Spring Boot 2.0及以上的版本,才支持

二、网关实现

 1.导入pom依赖

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

2.添加配置文件

server:
  port: 9000
spring:
  application:
    name: sca-gateway
  cloud: #微服务
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848
    sentinel:
      transport:
        dashboard: localhost:8180 #Sentinel 控制台地址
        port: 8719 #客户端监控API的端口  端口被占用会递增
      eager: true  #取消Sentinel控制台懒加载,即项目启动即连接
    gateway:
      routes: #网关路由的定义(后续可以定义多个路由,唯一标识是id)
        - id: router01 #自定义,具有唯一性
          # uri: http://localhost:8081/  #定义请求转发的uri   这里固定了,我们要负载均衡,所以注释
          uri: lb://sca-provider #lb为服务前缀,不能随意写
          predicates:  #请求逻辑设计,又叫谓词,http://localhost:9000/nacos/provider/echo/sca
            - Path=/nacos/provider/echo/**
          filters:    #过滤规则定义,当predicates返回值为true则执行filter
            - StripPrefix=1 #StripPrefix标识去掉访问路径path中的第一层目录

路由(Route) 是 gateway 中最基本的组件之一,表示一个具体的路由信息载体,主要定义了下面的几个信息:

  1. id,路由标识符,区别于其他 Route。
  2. uri,路由指向的目的地 uri,即客户端请求最终被转发到的微服务。
  3. predicate,断言(谓词)的作用是进行条件判断,只有断言都返回真,才会执行路由,这里我们使用的是判断第一层目录,还有其他,如时间,请求头等...
  4. filter,过滤器用于修改请求和响应信息。

3.创建启动类进行测试

package com.cy;

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

访问加上谓词的目标地址

 访问成功

三、网关负载均衡

        网关才是服务访问的入口,所有服务都会在网关层面进行底层映射,所以在访问服务时,要基于服务serivce id(服务名)去查找对应的服务,让请求从网关层进行均衡转发,以平衡服务实例的处理能力。

1.导入pom依赖

添加nacos服务发现依赖

<dependency>
  <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

2.修改配置文件

把原来固定的uri更换成lb为前缀的服务名

 gateway:
      routes: #网关路由的定义(后续可以定义多个路由,唯一标识是id)
        - id: router01 #自定义,具有唯一性
          # uri: http://localhost:8081/  #定义请求转发的uri   这里固定了,我们要负载均衡,所以注释
          uri: lb://sca-provider #lb为服务前缀,不能随意写
          predicates:  #请求逻辑设计,又叫谓词,http://localhost:9000/nacos/provider/echo/sca
            - Path=/nacos/provider/echo/**
            ## - Header=X-Request-Id, \d+
          filters:    #过滤规则定义,当predicates返回值为true则执行filter
            - StripPrefix=1 #StripPrefix标识去掉访问路径path中的第一层目录

3.测试网关负载均衡

 

 可以看到负载均衡测试成功

四、网关的执行流程

         客户端向Spring Cloud Gateway发出请求。 如果Gateway Handler Mapping 通过断言predicates(predicates)的集合确定请求与路由(Routers)匹配,则将其发送到Gateway Web Handler。 Gateway Web Handler 通过确定的路由中所配置的过滤器集合链式调用过滤器(也就是所谓的责任链模式)。 Filter由虚线分隔的原因是, Filter可以在发送代理请求之前和之后运行逻辑。处理的逻辑是 在处理请求时 排在前面的过滤器先执行,而处理返回相应的时候,排在后面的过滤器先执行。

重要概念

 五、网关限流设计实现

        网关是所有外部请求的公共入口,所以可以在网关进行限流,而且限流的方式也很多,我们采用Sentinel组件来实现网关的限流。

1.导入pom依赖

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>
//网关限流(路由层面)
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-alibaba-sentinel-gateway</artifactId>
</dependency>

2.添加Sentinel配置文件

sentinel:
  transport:
    dashboard: localhost:8180 #Sentinel 控制台地址
    port: 8719 #客户端监控API的端口
  eager: true  #取消Sentinel控制台懒加载,即项目启动即连接

3.启动网关,检测sentinel控制台网关菜单是否变化

启动时需要添加jvm参数,可以让网关服务在sentinel中显示不一样的菜单

-Dcsp.sentinel.app.type=1

 重启Sentinel服务检查菜单变化

 这样则表示配置成功

4.设置限流策略

 注意:API名称要与配置文件里的路由id相同

5.测试

 测试成功,频繁访问被限流

6.基于请求属性限流

 在postman进行测试

 7.自定义API维度限流

        自定义API分组,是一种更细粒度的限流规则定义,它允许我们利用sentinel提供的API,将请求路径进行分组,然后在组上设置限流规则即可。

新增API分组

 新建分组流控规则

 进行测试

 

aa或bb每5秒只能访问一次,否则报错

8.自定义异常

系统自定义的异常处理返回

系统自定义的异常不能满足我们的需求,我们需要自定义报错返回值

@Configuration
public class GatewayConfig {
    public GatewayConfig(){
        GatewayCallbackManager.setBlockHandler( new BlockRequestHandler() {
            @Override
            public Mono<ServerResponse> handleRequest(ServerWebExchange serverWebExchange, Throwable throwable) {
                Map<String,Object> map=new HashMap<>();
                map.put("state",429);
                map.put("message","two many request");
                String jsonStr=JSON.toJSONString(map);
                return ServerResponse.ok().body(Mono.just(jsonStr),String.class);
            }
        });
    }
}

总结

  1. 网关(Gateway)诞生的背景?(第一:统一微服务访问的入口,第二:对系统服务进行保护,第三进行统一的认证,授权,限流)
  2. 网关的选型?(Netifix Zuul,Spring Cloud Gateway,…)
  3. Spring Cloud Gateway的入门实现(添加依赖,路由配置,启动类)
  4. Spring Cloud Gateway中的负载均衡?(网关服务注册,服务的发现,基于uri:lb://服务id方式访问具体服务实例)
  5. Spring Cloud Gateway中的断言配置?(掌握常用几个就可,用时可以通过搜索引擎去查)
  6. Spring Cloud Gateway中的过滤器配置?(掌握过滤器中的两大类型-局部和全局)
  7. Spring Cloud Gateway中的限流设计?(rout-id,API分组)
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