一、微服務(wù)網(wǎng)關(guān)Spring Cloud Gateway

1.1 導(dǎo)引

文中內(nèi)容包含：微服務(wù)網(wǎng)關(guān)限流10萬QPS、跨域、過濾器、令牌桶算法。

在構(gòu)建微服務(wù)系統(tǒng)中，必不可少的技術(shù)就是網(wǎng)關(guān)了，從早期的Zuul，到現(xiàn)在的Spring Cloud Gateway，網(wǎng)關(guān)我們用的不可少。

今天我就將沉淀下來的所有與網(wǎng)關(guān)相關(guān)的知識，用一篇文章總結(jié)清楚，希望對愛學習的小伙伴們有所幫助。

本篇文章主要介紹網(wǎng)關(guān)跨域配置，網(wǎng)關(guān)過濾器編寫，網(wǎng)關(guān)的令牌桶算法限流【每秒10萬QPS】

首先我們來看什么是網(wǎng)關(guān)

1.2 什么是微服務(wù)網(wǎng)關(guān)Gateway？

This project provides a library for building an API Gateway on top of Spring WebFlux.

gateway官網(wǎng)：https://spring.io/projects/spring-cloud-gateway

實現(xiàn)微服務(wù)網(wǎng)關(guān)的技術(shù)有很多，

• nginx Nginx (engine x) 是一個高性能的HTTP和反向代理web服務(wù)器，同時也提供了IMAP/POP3/SMTP服務(wù)
• zuul ,Zuul 是 Netflix 出品的一個基于 JVM 路由和服務(wù)端的負載均衡器。
• spring-cloud-gateway, 是spring 出品的 基于spring 的網(wǎng)關(guān)項目，集成斷路器，路徑重寫，性能比Zuul好。

我們使用gateway這個網(wǎng)關(guān)技術(shù)，無縫銜接到基于spring cloud的微服務(wù)開發(fā)中來。

1.3 微服務(wù)為什么要使用網(wǎng)關(guān)呢？

不同的微服務(wù)一般會有不同的網(wǎng)絡(luò)地址，而外部客戶端可能需要調(diào)用多個服務(wù)的接口才能完成一個業(yè)務(wù)需求，如果讓客戶端直接與各個微服務(wù)通信，會有以下的問題：

客戶端會多次請求不同的微服務(wù)，增加了客戶端的復(fù)雜性

存在跨域請求，在一定場景下處理相對復(fù)雜

認證復(fù)雜，每個服務(wù)都需要獨立認證

難以重構(gòu)，隨著項目的迭代，可能需要重新劃分微服務(wù)。例如，可能將多個服務(wù)合并成一個或者將一個服務(wù)拆分成多個。如果客戶端直接與微服務(wù)通信，那么重構(gòu)將會很難實施

某些微服務(wù)可能使用了防火墻 / 瀏覽器不友好的協(xié)議，直接訪問會有一定的困難

以上這些問題可以借助網(wǎng)關(guān)解決。

網(wǎng)關(guān)是介于客戶端和服務(wù)器端之間的中間層，所有的外部請求都會先經(jīng)過 網(wǎng)關(guān)這一層。也就是說，API 的實現(xiàn)方面更多地考慮業(yè)務(wù)邏輯，而安全、性能、監(jiān)控可以交由 網(wǎng)關(guān)來做，這樣既提高業(yè)務(wù)靈活性又不缺安全性，典型的架構(gòu)圖如圖所示：

1.4 微服務(wù)網(wǎng)關(guān)的優(yōu)點

• 安全 ，只有網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)對外進行暴露，微服務(wù)可以隱藏在內(nèi)網(wǎng)，通過防火墻保護。
• 易于監(jiān)控。可以在網(wǎng)關(guān)收集監(jiān)控數(shù)據(jù)并將其推送到外部系統(tǒng)進行分析。
• 易于認證。可以在網(wǎng)關(guān)上進行認證，然后再將請求轉(zhuǎn)發(fā)到后端的微服務(wù)，而無須在每個微服務(wù)中進行認證。
• 減少了客戶端與各個微服務(wù)之間的交互次數(shù)
• 易于統(tǒng)一授權(quán)。

1.5 總結(jié)

微服務(wù)網(wǎng)關(guān)就是一個系統(tǒng)，通過暴露該微服務(wù)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，方便我們進行相關(guān)的鑒權(quán)，安全控制，日志統(tǒng)一處理，易于監(jiān)控的相關(guān)功能。

二、微服務(wù)網(wǎng)關(guān)搭建及配置

2.1 微服務(wù)網(wǎng)關(guān)微服務(wù)搭建

由于我們開發(fā)的系統(tǒng) 有包括前臺系統(tǒng)和后臺系統(tǒng)，后臺的系統(tǒng)給管理員使用。那么也需要調(diào)用各種微服務(wù)，所以我們針對管理后臺搭建一個網(wǎng)關(guān)微服務(wù)。分析如下：

搭建步驟：

（1）依賴坐標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> 復(fù)制代碼

（2）啟動引導(dǎo)類：GatewayApplication

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

（3）在resources下創(chuàng)建application.yml

spring:application:name: apigatewaycloud:gateway:routes:- id: openuri: lb://openpredicates:- Path=/open/**filters:- StripPrefix= 1- id: systemuri: lb://systempredicates:- Path=/system/**filters:- StripPrefix= 1 server:port: 9999 eureka:client:service-url:defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eurekainstance:prefer-ip-address: true 復(fù)制代碼

參考官方手冊：

http://cloud.spring.io/spring-clou…

2.2 微服務(wù)網(wǎng)關(guān)跨域

在啟動類GatewayApplication中，加入跨域配置代碼如下

@Bean public CorsWebFilter corsFilter() {CorsConfiguration config = new CorsConfiguration();config.addAllowedMethod("*");//支持所有方法config.addAllowedOrigin("*");//跨域處理 允許所有的域config.addAllowedHeader("*");//支持所有請求頭UrlBasedCorsConfigurationSource source = new UrlBasedCorsConfigurationSource(new PathPatternParser());source.registerCorsConfiguration("/**", config);//匹配所有請求return new CorsWebFilter(source); } 復(fù)制代碼

三、微服務(wù)網(wǎng)關(guān)過濾器

我們可以通過網(wǎng)關(guān)過濾器，實現(xiàn)一些邏輯的處理，比如ip黑白名單攔截、特定地址的攔截等。下面的代碼中做了兩個過濾器，并且設(shè)定的先后順序。

（1）在網(wǎng)關(guān)微服務(wù)中創(chuàng)建IpFilter，無需配置其他，注冊到Spring容器即可生效

@Component public class IpFilter implements GlobalFilter, Ordered {@Overridepublic Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();InetSocketAddress remoteAddress = request.getRemoteAddress();//TODO 設(shè)置ip白名單System.out.println("ip:"+remoteAddress.getHostName());return chain.filter(exchange);}@Overridepublic int getOrder() {return 1;} } 復(fù)制代碼

（2）在網(wǎng)關(guān)微服務(wù)中創(chuàng)建UrlFilter，無需配置其他，注冊到Spring容器即可生效

@Component public class UrlFilter implements GlobalFilter, Ordered {@Overridepublic Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();String url = request.getURI().getPath();//TODO 攔截特定URL地址System.out.println("url:"+url);return chain.filter(exchange);}@Overridepublic int getOrder() {return 2;} } 復(fù)制代碼

四、網(wǎng)關(guān)限流每秒10萬請求

? 我們之前說過，網(wǎng)關(guān)可以做很多的事情，比如，限流，當我們的系統(tǒng) 被頻繁的請求的時候，就有可能 將系統(tǒng)壓垮，所以 為了解決這個問題，需要在每一個微服務(wù)中做限流操作，但是如果有了網(wǎng)關(guān)，那么就可以在網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)做限流，因為所有的請求都需要先通過網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)才能路由到微服務(wù)中。

4.1 限流實現(xiàn)思路分析

看圖就完了，非常簡單！

4.2 令牌桶算法 介紹

令牌桶算法是比較常見的限流算法之一，大概描述如下：

1）所有的請求在處理之前都需要拿到一個可用的令牌才會被處理； 2）根據(jù)限流大小，設(shè)置按照一定的速率往桶里添加令牌； 3）桶設(shè)置最大的放置令牌限制，當桶滿時、新添加的令牌就被丟棄或者拒絕； 4）請求達到后首先要獲取令牌桶中的令牌，拿著令牌才可以進行其他的業(yè)務(wù)邏輯，處理完業(yè)務(wù)邏輯之后，將令牌直接刪除； 5）令牌桶有最低限額，當桶中的令牌達到最低限額的時候，請求處理完之后將不會刪除令牌，以此保證足夠的限流

如下圖：

這個算法的實現(xiàn)，有很多技術(shù)，Guava(讀音: 瓜哇)是其中之一，redis客戶端也有其實現(xiàn)。

4.3 網(wǎng)關(guān)限流代碼實現(xiàn)

需求：每個ip地址1秒內(nèi)只能發(fā)送10萬請求，多出來的請求返回429錯誤。

代碼實現(xiàn)：

（1）spring cloud gateway 默認使用redis的RateLimter限流算法來實現(xiàn)。所以我們要使用首先需要引入redis的依賴

<!--redis--> <dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis-reactive</artifactId><version>2.1.3.RELEASE</version> </dependency> 復(fù)制代碼

（2）定義KeyResolver

在GatewayApplicatioin引導(dǎo)類中添加如下代碼，KeyResolver用于計算某一個類型的限流的KEY也就是說，可以通過KeyResolver來指定限流的Key。

//定義一個KeyResolver@Beanpublic KeyResolver ipKeyResolver() {return new KeyResolver() {@Overridepublic Mono<String> resolve(ServerWebExchange exchange) {return Mono.just(exchange.getRequest().getRemoteAddress().getHostName());}};} 復(fù)制代碼

（3）修改application.yml中配置項，指定限制流量的配置以及REDIS的配置，修改后最終配置如下：

spring:application:name: apigatewaycloud:gateway:routes:- id: openuri: lb://openpredicates:- Path=/open/**filters:- StripPrefix= 1- name: RequestRateLimiter #請求數(shù)限流 名字不能隨便寫 args:key-resolver: "#{@ipKeyResolver}"redis-rate-limiter.replenishRate: 1redis-rate-limiter.burstCapacity: 1- id: systemuri: lb://systempredicates:- Path=/system/**filters:- StripPrefix= 1# 配置Redis 127.0.0.1可以省略配置redis:host: 101.57.2.128port: 6379 server:port: 9999 eureka:client:service-url:defaultZone: http://127.0.0.1:100/eurekainstance:prefer-ip-address: true 復(fù)制代碼

解釋：

• burstCapacity：令牌桶總?cè)萘俊?/li>
• replenishRate：令牌桶每秒填充平均速率。
• key-resolver：用于限流的鍵的解析器的 Bean 對象的名字。它使用 SpEL 表達式根據(jù)#{@beanName}從 Spring 容器中獲取 Bean 對象。

通過在replenishRate和中設(shè)置相同的值來實現(xiàn)穩(wěn)定的速率burstCapacity。設(shè)置burstCapacity高于時，可以允許臨時突發(fā)replenishRate。在這種情況下，需要在突發(fā)之間允許速率限制器一段時間（根據(jù)replenishRate），因為2次連續(xù)突發(fā)將導(dǎo)致請求被丟棄（HTTP 429 - Too Many Requests）

key-resolver: "#{@userKeyResolver}" 用于通過SPEL表達式來指定使用哪一個KeyResolver.

如上配置：

表示 一秒內(nèi)，允許 一個請求通過，令牌桶的填充速率也是一秒鐘添加一個令牌。

最大突發(fā)狀況 也只允許 一秒內(nèi)有一次請求，可以根據(jù)業(yè)務(wù)來調(diào)整 。

（4）測試時需要注意服務(wù)啟動順序，這里需要依賴于Redis，所以首先要啟動redis

• 啟動redis
• 啟動注冊中心
• 啟動商品微服務(wù)
• 啟動gateway網(wǎng)關(guān)
• 打開瀏覽器 http://localhost:9999/open
• 快速刷新，當1秒內(nèi)發(fā)送超過10萬次請求，就會返回429錯誤。

那么問題來了：怎么發(fā)送10萬次請求呢？ 知道的同學，請在留言區(qū)評論。不知道下次我寫篇壓測來個百萬QPS！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的spring cloud gateway 网关_微服务网关Spring Cloud Gateway全搞定的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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