Spring Cloud Gateway 服务网关的部署与使用详细介绍

最新推荐文章于 2024-07-29 09:42:08 发布

m0_67402236

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分类专栏：面试学习路线阿里巴巴文章标签： android 前端后端

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本文详细介绍了服务网关的作用，如简化客户端调用、降低耦合度，并对比了不同网关，选择了Spring Cloud Gateway进行部署。文中涵盖网关的搭建、配置项解析，包括路由、断言和过滤器的使用。此外，还讨论了集成Nacos实现服务发现，整合Apollo实现动态路由配置，以及自定义全局异常处理器的重要性。

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一、为什么需要服务网关：

1、什么是服务网关：

传统的单体架构中只需要开放一个服务给客户端调用，但是微服务架构中是将一个系统拆分成多个微服务，如果没有网关，客户端只能在本地记录每个微服务的调用地址，当需要调用的微服务数量很多时，它需要了解每个服务的接口，这个工作量很大。那有了网关之后，能够起到怎样的改善呢？

网关作为系统的唯一流量入口，封装内部系统的架构，所有请求都先经过网关，由网关将请求路由到合适的微服务，所以，使用网关的好处在于：

（1）简化客户端的工作。网关将微服务封装起来后，客户端只需同网关交互，而不必调用各个不同服务；
（2）降低函数间的耦合度。一旦服务接口修改，只需修改网关的路由策略，不必修改每个调用该函数的客户端，从而减少了程序间的耦合性
（3）解放开发人员把精力专注于业务逻辑的实现。由网关统一实现服务路由(灰度与ABTest)、负载均衡、访问控制、流控熔断降级等非业务相关功能，而不需要每个服务 API 实现时都去考虑

但是 API 网关也存在不足之处，在微服务这种去中心化的架构中，网关又成了一个中心点或瓶颈点，它增加了一个我们必须开发、部署和维护的高可用组件。正是由于这个原因，在网关设计时必须考虑即使 API 网关宕机也不要影响到服务的调用和运行，所以需要对网关的响应结果有数据缓存能力，通过返回缓存数据或默认数据屏蔽后端服务的失败。

在服务的调用方式上面，网关也有一定的要求，API 网关最好是支持 I/O 异步、同步非阻塞的，如果服务是同步阻塞调用，可以理解为微服务模块之间是没有彻底解耦的，即如果A依赖B提供的API，如果B提供的服务不可用将直接影响到A不可用，除非同步服务调用在API网关层或客户端做了相应的缓存。因此为了彻底解耦，在微服务调用上更建议选择异步方式进行。而对于 API 网关需要通过底层多个细粒度的 API 组合的场景，推荐采用响应式编程模型进行而不是传统的异步回调方法组合代码，其原因除了采用回调方式导致的代码混乱外，还有就是对于 API 组合本身可能存在并行或先后调用，对于采用回调方式往往很难控制。

2、服务网关的基本功能：

3、流量网关与服务网关的区别：

流量网关和服务网关在系统整体架构中所处的位置如上图所示，流量网关（如Nignx）是指提供全局性的、与后端业务应用无关的策略，例如 HTTPS证书卸载、Web防火墙、全局流量监控等。而微服务网关（如Spring Cloud Gateway）是指与业务紧耦合的、提供单个业务域级别的策略，如服务治理、身份认证等。也就是说，流量网关负责南北向流量调度及安全防护，微服务网关负责东西向流量调度及服务治理。

二、服务网关的部署：

1、主流网关的对比与选型：

（1）Kong 网关：Kong 的性能非常好，非常适合做流量网关，但是对于复杂系统不建议业务网关用 Kong，主要是工程性方面的考虑

（2）Zuul1.x 网关：Zuul 1.0 的落地经验丰富，但是性能差、基于同步阻塞IO，适合中小架构，不适合并发流量高的场景，因为容易产生线程耗尽，导致请求被拒绝的情况

（3）gateway 网关：功能强大丰富，性能好，官方基准测试 RPS (每秒请求数)是Zuul的1.6倍，能与 SpringCloud 生态很好兼容，单从流式编程+支持异步上也足以让开发者选择它了。

（4）Zuul 2.x：性能与 gateway 差不多，基于非阻塞的，支持长连接，但 SpringCloud 没有集成 zuul2 的计划，并且 Netflix 相关组件都宣布进入维护期，前景未知。

综上，gateway 网关更加适合 SpringCloud 项目，而从发展趋势上看，gateway 替代 zuul 也是必然的。

2、Spring Cloud Gateway 网关的搭建：

（1）声明依赖版本号：

	<properties>
		<spring-boot.version>2.3.2.RELEASE</spring-boot.version>
		<spring-cloud.version>Hoxton.SR9</spring-cloud.version>
		<spring-cloud-alibaba.version>2.2.6.RELEASE</spring-cloud-alibaba.version>
	</properties>

	<!-- 只声明依赖，不引入依赖 -->
	<dependencyManagement>
		<dependencies>
			<!-- 声明springBoot版本 -->
			<dependency>
				<groupId>org.springframework.boot</groupId>
				<artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
				<version>${spring-boot.version}</version>
				<type>pom</type>
				<scope>import</scope>
			</dependency>
			<!-- 声明springCloud版本 -->
			<dependency>
				<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
				<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
				<version>${spring-cloud.version}</version>
				<type>pom</type>
				<scope>import</scope>
			</dependency>
			<!-- 声明 springCloud Alibaba 版本 -->
			<dependency>
				<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
				<artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
				<version>${spring-cloud-alibaba.version}</version>
				<type>pom</type>
				<scope>import</scope>
			</dependency>
		</dependencies>
	</dependencyManagement>

（2）添加依赖：

<!-- 引入gateway网关 -->
<dependency>
	<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
	<artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
	<exclusions>
        <exclusion>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
        	<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>

注意：一定要排除掉 spring-boot-starter-web 依赖，否则启动报错

（3）配置项目名与端口：

server:
  port: 9023
  servlet:
    context-path: /${spring.application.name}
spring:
  application:
    name: gateway

好了，网关项目搭建完成，其实就添加这么一个依赖，关于详细的配置以及作用下文介绍。

3、Spring Cloud Gateway 配置项的说明：

在介绍 Spring Cloud Gateway 的配置项之前，我们先了解几个 Spring Cloud Gateway 的核心术语：

断言（Predicate）：参照 Java8 的新特性Predicate，允许开发人员匹配 HTTP 请求中的任何内容，比如请求头或请求参数，最后根据匹配结果返回一个布尔值。
路由（route）：由ID、目标URI、断言集合和过滤器集合组成。如果聚合断言结果为真，则转发到该路由。
过滤器（filter）：可以在返回请求之前或之后修改请求和响应的内容。

3.1、路由 Route：

Route 主要由路由id、目标uri、断言集合和过滤器集合组成，那我们简单看看这些属性到底有什么作用。

（1）id：路由标识，要求唯一，名称任意（默认值 uuid，一般不用，需要自定义）

（2）uri：请求最终被转发到的目标地址

（3）order：路由优先级，数字越小，优先级越高

（4）predicates：断言数组，即判断条件，如果返回值是boolean，则转发请求到 uri 属性指定的服务中

（5）filters：过滤器数组，在请求传递过程中，对请求做一些修改

3.2、断言 Predicate：

Predicate 来自于 Java8 的接口。Predicate 接受一个输入参数，返回一个布尔值结果。该接口包含多种默认方法来将 Predicate 组合成其他复杂的逻辑（比如：与，或，非）。

Predicate 可以用于接口请求参数校验、判断新老数据是否有变化需要进行更新操作。Spring Cloud Gateway 内置了许多 Predict，这些 Predict 的源码在 org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate 包中，有兴趣可以阅读一下。内置的一些断言如下图：