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介绍服务网关

要认识一样东西，最好的方法是从为什么需要他开始说起。

按照现在主流使用微服务架构的特点，假设现在有A、B、C三个服务，假如这三个服务都需要做一些请求过滤和权限校验，请问怎么实现？

• 每个服务自己实现一遍。
• 写在一个公共的服务，然后让A、B、C服务引入公共服务的Maven依赖。
• 使用服务网关，所有客户端请求服务网关进行请求过滤和权限校验，然后再路由转发到A、B、C服务。

第一种方式显然是逆天的，这里不做讨论。第二种方法稍微聪明点，但是如果公共服务的逻辑发生改变，那么所有依赖公共服务的服务都需要重新打包部署才能生效。

所以显而易见，使用服务网关则解决了以上的问题，其他服务不需要加入什么依赖，只需要在网关配置一些参数，然后就能路由转发到对应的后端服务，如果需要请求过滤和权限检验的话，都可以在网关层实现，如果需要更新权限校验的逻辑，只需要网关层修改就可以，其他后端服务不需要修改。

接下来再介绍一下服务网关的功能，主要有：

• 路由转发
• API监控
• 权限控制
• 限流

所以服务网关很重要！那么接下来我们就以目前比较主流的GateWay进行学习吧。

GateWay入门

首先第一步需要创建一个作为网关的项目，这里使用的SpringBoot版本是2.0.1，引入依赖：

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

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
            <version>Finchley.SR1</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

我们需要使用网关转发请求，那么首先需要有个后端服务，这里我简单地创建了一个user项目。然后启动user项目，写个获取所有用户信息的接口：

那么我们现在配置网关的application.yml实现请求转发。

server:
  port: 9201
spring:
  application:
    name: api-gateway
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user_getList #路由的ID
          uri: http://localhost:8080/user/getList #最终目标的请求地址
          predicates: #断言
            - Path=/user/getList #路径相匹配的进行路由

也就是说我请求http://localhost:9201/user/getList后，9201端口是网关服务，会匹配/user/getList的路由，最终转发到目标地址http://localhost:8080/user/getList。

这就算是gateway网关的简单使用了。

继续深入

在上面入门的例子中，我们注意到有个predicates的配置，有点对其似懂非懂的感觉。中文翻译过来叫做断言，有点类似于Java8的Stream流里的Predicate函数的意思。如果断言是真的，则匹配路由。

除此之外，gateway的另一个核心是Filter(过滤器)，Filter有全局和局部两种。那么整个gateway的流程是怎么样的呢？请看下图：

从图中可以看出，gateway的两大核心就是断言(Predicate)和过滤(Filter)，接下来我们重点讲讲这两者的使用。

Route Predicate 的使用

Spring Cloud Gateway包括许多内置的Route Predicate工厂，所以可以直接通过配置直接使用各种内置的Predicate。

After Route Predicate

在指定的时间之后请求匹配该路由。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user_getList
          uri: http://localhost:8080/user/getList
          predicates:
            - After=2021-10-30T01:00:00+08:00[Asia/Shanghai]

Before Route Predicate

在指定时间之前的请求会匹配该路由。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user_getList
          uri: http://localhost:8080/user/getList
          predicates:
            - Before=2021-10-30T02:00:00+08:00[Asia/Shanghai]

Between Route Predicate

在指定时间区间内的请求会匹配该路由。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user_getList
          uri: http://localhost:8080/user/getList
          predicates:
           - Between=2021-10-30T01:00:00+08:00[Asia/Shanghai],2021-10-30T02:00:00+08:00[Asia/Shanghai]

Cookie Route Predicate

带有指定Cookie的请求会匹配该路由。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user_getList
          uri: http://localhost:8080/user/getList
          predicates:
           - Cookie=username,yehongzhi

使用POSTMAN发送带有Cookie里username=yehongzhi的请求。

Header Route Predicate

带有指定请求头的请求会匹配该路由。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user_getList
          uri: http://localhost:8080/user/getList
          predicates:
         - Header=X-Id, \d+

使用POSTMAN发送请求头带有X-Id的请求。

Host Route Predicate

带有指定Host的请求会匹配该路由。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user_getList
          uri: http://localhost:8080/user/getList
          predicates:
            - Host=**.yehongzhi.com

使用POSTMAN发送请求头带有Host=www.yehongzhi.com的请求。

Path Route Predicate

发送指定路径的请求会匹配该路由。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user_getList
          uri: http://localhost:8080/user/getList
          predicates:
            - Path=/user/getList

直接在浏览器输入该地址http://localhost:9201/user/getList，即可访问。

Method Route Predicate

发送指定方法的请求会匹配该路由。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user_getList
          uri: http://localhost:8080/user/getList
          predicates:
            - Method=POST

用POSTMAN以POST方式发送请求。

Query Route Predicate

带指定查询参数的请求可以匹配该路由。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user_query_byName
          uri: http://localhost:8080/user/query/byName
          predicates:
            - Query=name

在浏览器输入http://localhost:9201/user/query/byName?name=tom地址，发送请求。

Weight Route Predicate

使用权重来路由相应请求，以下配置表示有80%的请求会被路由到localhost:8080，20%的请求会被路由到localhost:8081。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user_1
          uri: http://localhost:8080
          predicates:
            - Weight=group1, 8
        - id: user_2
          uri: http://localhost:8081
          predicates:
            - Weight=group1, 2

RemoteAddr Route Predicate

从指定的远程地址发起的请求可以匹配该路由。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user_1
          uri: http://localhost:8080/user/getList
          predicates:
            - RemoteAddr=192.168.1.4

使用浏览器请求。

组合使用

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user_1
          uri: http://localhost:8080/user/getList
          predicates:
            - RemoteAddr=192.168.1.4
            - Method=POST
            - Cookie=username,yehongzhi
            - Path=/user/getList

使用POSTMAN发起请求，使用POST方式，uri是/user/getList，带有Cookie，RemoteAddr。

自定义Predicate

如果我们需要自定义Predicate，怎么玩呢？其实很简单，看源码，有样学样，需要继承AbstractRoutePredicateFactory类。

下面举个例子，需求是token值为abc的则匹配路由，怎么写呢，请看代码：

@Component
public class TokenRoutePredicateFactory extends AbstractRoutePredicateFactory<TokenRoutePredicateFactory.Config> {

    public static final String TOKEN_KEY = "tokenValue";

    public TokenRoutePredicateFactory() {
        //当前类的Config类，会利用反射创建Config并赋值，在apply传回来
        super(TokenRoutePredicateFactory.Config.class);
    }

    @Override
    public List<String> shortcutFieldOrder() {
        //"tokenValue"跟Config的接收字段一致
        return Arrays.asList(TOKEN_KEY);
    }

    @Override
    public Predicate<ServerWebExchange> apply(Config config) {
        //这里获取的config对象就是下面自定义的Config对象
        return new Predicate<ServerWebExchange>() {
            @Override
            public boolean test(ServerWebExchange exchange) {
                MultiValueMap<String, String> params = exchange.getRequest().getQueryParams();
                //获取请求参数
                String value = params.getFirst("token");
                //请求参数和配置文件定义的token进行对比，相等则返回true
                return config.getTokenValue() != null && config.getTokenValue().equals(value);
            }
        };
    }
 //用来接收配置文件定义的值
    public static class Config {

        private String tokenValue;

        public String getTokenValue() {
            return tokenValue;
        }

        public void setTokenValue(String tokenValue) {
            this.tokenValue = tokenValue;
        }
    }
}

这里需要注意的一点是类名必须是RoutePredicateFactory结尾，前面的则作为配置名。比如TokenRoutePredicateFactory的配置名则为Token，这是一个约定的配置。

接着在配置文件中加上该配置：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user_1
          uri: http://localhost:8080/user/getList
          predicates:
            - Token=abc ##使用TokenRoutePredicateFactory进行断言

然后用POSTMAN发送请求，带上token参数，参数值为abc。

如果token的值不正确的话，会报404。

整合注册中心

为什么要整合注册中心呢？因为每个服务一般背后都不只一台机器，而且一般使用服务名进行配置，而不是配置服务的IP地址，并且要实现负载均衡调用。

这里我就使用Nacos作为注册中心。

引入Maven依赖：

<dependency><!-- SpringCloud nacos服务发现的依赖 -->
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>
<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
            <version>Finchley.SR1</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
            <version>0.2.2.RELEASE</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

启动类加上注解，开启注册中心。

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

在application.yml加上配置:

spring:
  application:
    name: api-gateway
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848
        service: ${spring.application.name}
    gateway:
      routes:
        - id: consumer
          uri: lb://consumer #使用lb协议，consumer是服务名，不再使用IP地址配置
          order: 1
          predicates:
            - Path=/consumer/** #匹配/consumer/**的请求路径
server:
  port: 9201

创建一个consumer也注册到nacos，并提供一个接口：

@RestController
public class ConsumerController {

    @Value("${server.port}")
    private String port;
    
    @RequestMapping("consumer/getDetail/{id}")
    public String getDetail(@PathVariable("id") String id) {
        return "端口号：" + port + "，获取ID为:" + id + "的商品详情";
    }
}

启动consumer和gateway两个项目，然后打开nacos控制台，可以看到两个服务。

连续请求地址http://localhost:9201/consumer/getDetail/1，可以看到实现了负载均衡调用服务。

可能有人会觉得每个服务都要配一个路由，很麻烦。有个很简单的配置可以解决这个问题：

spring:
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true

然后启动服务，再试一次，请求地址需要加上服务名，依然没有问题！

写在最后

这篇文章主要介绍GateWay的路由转发功能，并且整合了注册中心。权限控制可以用过滤器实现，由于篇幅有点长，过滤器放到下一篇文章了，感谢大家的阅读。

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