JAVA项目 畅购商城 微服务网关限流&鉴权

第3章 微服务网关限流&鉴权
课程目标
掌握微服务网关Gateway的系统搭建
掌握网关限流的实现
能够使用BCrypt实现对密码的加密与验证
了解加密算法
能够使用JWT实现微服务鉴权
1.微服务网关Gateway
1.1 微服务网关概述
不同的微服务一般会有不同的网络地址，而外部客户端可能需要调用多个服务的接口才能完成一个业务需求，如果让客户端直接与各个微服务通信，会有以下的问题：

客户端会多次请求不同的微服务，增加了客户端的复杂性
存在跨域请求，在一定场景下处理相对复杂
认证复杂，每个服务都需要独立认证
难以重构，随着项目的迭代，可能需要重新划分微服务。例如，可能将多个服务合并成一个或者将一个服务拆分成多个。如果客户端直接与微服务通信，那么重构将会很难实施
以上这些问题可以借助网关解决。

网关是介于客户端和服务器端之间的中间层，所有的外部请求都会先经过 网关这一层。也就是说，API 的实现方面更多的考虑业务逻辑，而安全、性能、监控可以交由 网关来做，这样既提高业务灵活性又不缺安全性，典型的架构图如图所示：

优点如下：

安全 ，只有网关系统对外进行暴露，微服务可以隐藏在内网，通过防火墙保护。
易于监控。可以在网关收集监控数据并将其推送到外部系统进行分析。
易于统一认证授权。可以在网关上进行认证，然后再将请求转发到后端的微服务，而无须在每个微服务中进行认证。
减少了客户端与各个微服务之间的交互次数
总结：微服务网关就是一个系统，通过暴露该微服务网关系统，方便我们进行相关的鉴权，安全控制，日志统一处理，易于监控的相关功能。

实现微服务网关的技术有很多，

nginx Nginx (engine x) 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器，同时也提供了IMAP/POP3/SMTP服务
zuul ,Zuul 是 Netflix 出品的一个基于 JVM 路由和服务端的负载均衡器。
spring-cloud-gateway, 是spring 出品的 基于spring 的网关项目，集成断路器，路径重写，性能比Zuul好。
我们使用gateway这个网关技术，无缝衔接到基于spring cloud的微服务开发中来。

gateway官网：

https://spring.io/projects/spring-cloud-gateway

1.2 微服务网关微服务搭建
由于我们开发的系统 有包括前台系统和后台系统，后台的系统给管理员使用。那么也需要调用各种微服务，所以我们针对管理后台搭建一个网关微服务。分析如下：

搭建步骤：

（1）在changgou_gateway工程中，创建changgou_gateway_system工程，pom.xml:

       <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
        </dependency>
（2）创建包com.changgou.system, 创建引导类：GatewayApplication

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class GatewayApplication {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        SpringApplication.run(GatewayApplication.class, args);
    }
}
（3）在resources下创建application.yml

spring:
  application:
    name: sysgateway
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: goods
        uri: lb://goods
        predicates:
        - Path=/goods/**
        filters:
        - StripPrefix= 1
      - id: system
        uri: lb://system
        predicates:
        - Path=/system/**
        filters:
        - StripPrefix= 1
server:
  port: 9101
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:6868/eureka
  instance:
    prefer-ip-address: true

参考官方手册：

https://cloud.spring.io/spring-cloud-gateway/spring-cloud-gateway.html#_stripprefix_gatewayfilter_factory

1.3 微服务网关跨域
修改application.yml ,在spring.cloud.gateway节点添加配置，

  globalcors:
    cors-configurations:
      '[/**]': # 匹配所有请求
        allowedOrigins: "*" #跨域处理 允许所有的域
        allowedMethods: # 支持的方法
        - GET
        - POST
        - PUT
        - DELETE

最终配置文件如下：

spring:
  application:
    name: sysgateway
  cloud:
    gateway:
      globalcors:
        cors-configurations:
          '[/**]': # 匹配所有请求
            allowedOrigins: "*" #跨域处理 允许所有的域
            allowedMethods: # 支持的方法
            - GET
            - POST
            - PUT
            - DELETE
      routes:
      - id: goods
        uri: lb://goods
        predicates:
        - Path=/goods/**
        filters:
        - StripPrefix= 1
server:
  port: 9101
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:6868/eureka
  instance:
    prefer-ip-address: true

1.4 微服务网关过滤器
我们可以通过网关过滤器，实现一些逻辑的处理，比如ip黑白名单拦截、特定地址的拦截等。下面的代码中做了两个过滤器，并且设定的先后顺序，只演示过滤器与运行效果。（具体逻辑处理部分学员实现）

（1）changgou_gateway_system创建IpFilter

@Component
public class IpFilter implements GlobalFilter, Ordered {
   
​
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
   
​
        System.out.println("经过第1个过滤器IpFilter");
        ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
        InetSocketAddress remoteAddress = request.getRemoteAddress();
        System.out.println("ip:"+remoteAddress.getHostName());
        return chain.filter(exchange);
    }
​
    @Override
    public int getOrder() {
   
        return 1;
    }
}
（2）changgou_gateway_system创建UrlFilter

@Component
public class UrlFilter implements GlobalFilter, Ordered {
   
​
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
   
        System.out.println("经过第2个过滤器UrlFilter");
        ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
        String url = request.getURI().getPath();
        System.out.println("url:"+url);
        return chain.filter(exchange);
    }
​
    @Override
    public int getOrder() {
   
        return 2;
    }
}

测试，观察控制台输出。

2 网关限流
我们之前说过，网关可以做很多的事情，比如，限流，当我们的系统被频繁的请求的时候，就有可能将系统压垮，所以为了解决这个问题，需要在每一个微服务中做限流操作，但是如果有了网关，那么就可以在网关系统做限流，因为所有的请求都需要先通过网关系统才能路由到微服务中。

2.1 思路分析

2.2 令牌桶算法
令牌桶算法是比较常见的限流算法之一，大概描述如下： 1）所有的请求在处理之前都需要拿到一个可用的令牌才会被处理； 2）根据限流大小，设置按照一定的速率往桶里添加令牌； 3）桶设置最大的放置令牌限制，当桶满时、新添加的令牌就被丢弃或者拒绝； 4）请求达到后首先要获取令牌桶中的令牌，拿着令牌才可以进行其他的业务逻辑，处理完业务逻辑之后，将令牌直