微服務：SpringCloud zuul網關

一、存在的問題

在之前的文章中，微服務架構已經初具雛形。但還有一些問題：不同的微服務一般會有不同的網絡地址，客戶端在訪問這些微服務時必須記住幾十甚至幾百個地址，這對於客戶端方來說太複雜也難以維護。如下圖：

前端應用程序調用我們消費者提供的接口會有以下幾個問題：

客戶端會請求多個不同的服務，需要維護不同的請求地址，增加開發難度（各個消費者ip不同）
在某些場景下存在跨域請求的問題
加大身份認證的難度，每個微服務需要獨立認證（關於微服務認證，可以看我之前的文章，深入的講解了分佈式的授權與認證）

那我們想，能否用同一個ip來解決呢？這樣就出現了我們網關的姿勢！

通過網關，前端應用程序，只需要調用網關的ip就可以了。在網關就可以找到對應的微服務。

二、網關的概念

什麼是微服務網關：

API網關是一個服務器，是系統對外的唯一入口。API網關封裝了系統內部架構，爲每個客戶端提供一個定製的API。API網關方式的核心要點是，所有的客戶端和消費端都通過統一的網關接入微服務，在網關層處理所有的非業務功能。通常，網關也是提供REST/HTTP的訪問API。服務端通過API-GW註冊和管理服務。

作用和應用場景：

網關具有的職責，如身份驗證、監控、負載均衡、緩存、請求分片與管理、靜態響應處理。當然，最主

要的職責還是與“外界聯繫”。

常見的API網關實現方式 ：

Kong：基於Nginx+Lua開發，性能高，穩定，有多個可用的插件(限流、鑑權等等)可以開箱即用。問題：只支持Http協議；二次開發，自由擴展困難；提供管理API，缺乏更易用的管控、配置方式。
Zuul：Netflflix開源，功能豐富，使用JAVA開發，易於二次開發；需要運行在web容器中，如Tomcat。問題：缺乏管控，無法動態配置；依賴組件較多；處理Http請求依賴的是Web容器，性能不如Nginx；
Traefifik：Go語言開發；輕量易用；提供大多數的功能：服務路由，負載均衡等等；提供WebUI。問題：二進制文件部署，二次開發難度大；UI更多的是監控，缺乏配置、管理能力；
Spring Cloud Gateway：SpringCloud提供的網關服務
Nginx+lua實現：使用Nginx的反向代理和負載均衡可實現對api服務器的負載均衡及高可用問題：自注冊的問題和網關本身的擴展性。

三、zuul實現網關

1、Zuul簡介

ZUUL是Netflflix開源的微服務網關，它可以和Eureka、Ribbon、Hystrix等組件配合使用，Zuul組件的核心是一系列的過濾器，這些過濾器可以完成以下功能：

動態路由：動態將請求路由到不同後端集羣
壓力測試：逐漸增加指向集羣的流量，以瞭解性能
負載分配：爲每一種負載類型分配對應容量，並棄用超出限定值的請求
靜態響應處理：邊緣位置進行響應，避免轉發到內部集羣
身份認證和安全: 識別每一個資源的驗證要求，並拒絕那些不符的請求。Spring Cloud對Zuul進行了整合和增強。

2、搭建一個Zuul網關服務器

（1）一個基礎工程

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>SpringCloudDemo</artifactId>
        <groupId>com.springcloud.demo</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>zuul_server</artifactId>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-zuul</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

server:
  port: 8080 #端口

spring:
  application:
    name: api-zuul-server

package com.springcloud.demo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.zuul.EnableZuulProxy;

@SpringBootApplication
@EnableZuulProxy
public class ZuulApplication {

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

其他服務目錄：

person-sevice是9002端口，order-service是9001端口，這兩個是對外提供的接口。product-service是9010端口，是微服務。

（2）路由配置

# 路由選擇配置
zuul:
  routes:
    service-order:
      path: /order-service/**
      url: http://127.0.0.1:9001
    service-person:
      path: /person-service/**
      url: http://127.0.0.1:9002

只需要在application.yml文件中配置路由規則即可：

product-service：配置路由id，可以隨意取名
url：映射路徑對應的實際url地址
path：配置映射路徑，這裏將所有請求前綴爲/product-service/的請求，轉發到http://127.0.0.1:9002處理

都是可以的，他們都調用了一個微服務。

（3）面向服務的路由配置（從註冊中心拿到服務）

添加註冊中心依賴：

<dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
        </dependency>

添加註冊中心配置

eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:9000/eureka/
  instance:
    prefer-ip-address: true #使用ip地址註冊

# 路由選擇配置
zuul:
  routes:
    service-order:
      path: /order-service/**
#      url: http://127.0.0.1:9001
      serviceId: service-order
    service-person:
      path: /person-service/**
#      url: http://127.0.0.1:9002
      serviceId: service-person

依然是沒有任何問題的！！！

簡化配置

zuul:
  routes:
     service-order: /service-order/**

3、過濾器

zuul有兩個核心功能：請求和過濾

ZuulFilter簡介：

Zuul 中的過濾器跟我們之前使用的 javax.servlet.Filter 不一樣，javax.servlet.Filter 只有一種類型，可

以通過配置 urlPatterns 來攔截對應的請求。而 Zuul 中的過濾器總共有 4 種類型，且每種類型都有對

應的使用場景。

PRE：這種過濾器在請求被路由之前調用。我們可利用這種過濾器實現身份驗證、在集羣中選擇請

求的微服務、記錄調試信息等。
ROUTING：這種過濾器將請求路由到微服務。這種過濾器用於構建發送給微服務的請求，並使用

Apache HttpClient或Netfifilx Ribbon請求微服務。
POST：這種過濾器在路由到微服務以後執行。這種過濾器可用來爲響應添加標準的HTTP

Header、收集統計信息和指標、將響應從微服務發送給客戶端等。
ERROR：在其他階段發生錯誤時執行該過濾器。

Zuul提供了自定義過濾器的功能實現起來也十分簡單，只需要編寫一個類去實現zuul提供的接口

public abstract ZuulFilter implements IZuulFilter{ 
    abstract public String filterType(); 

    abstract public int filterOrder(); 

    boolean shouldFilter();// 來自IZuulFilter 
    
    Object run() throws ZuulException;// IZuulFilter 
}

ZuulFilter是過濾器的頂級父類。在這裏我們看一下其中定義的4個最重要的方法。

shouldFilter ：返回一個 Boolean 值，判斷該過濾器是否需要執行。返回true執行，返回false不執行。
run ：過濾器的具體業務邏輯。
filterType ：返回字符串，代表過濾器的類型。包含以下4種：
- pre ：請求在被路由之前執行
- routing ：在路由請求時調用
- post ：在routing和errror過濾器之後調用
- error ：處理請求時發生錯誤調用
filterOrder ：通過返回的int值來定義過濾器的執行順序，數字越小優先級越高。

生命週期：

4、自定義過濾器

package com.springcloud.demo.filter;

import com.netflix.zuul.ZuulFilter;
import com.netflix.zuul.context.RequestContext;
import com.netflix.zuul.exception.ZuulException;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

/**
 * @ClassName LoginFilter
 * @Description
 * @Author 戴書博
 * @Date 2020/5/28 16:24
 * @Version 1.0
 **/
@Component
public class LoginFilter extends ZuulFilter {

    /**
     * 類型：
     *      pre
     *      routing
     *      post
     *      error
     */
    @Override
    public String filterType() {
        return "pre";
    }

    /**
     * 指定過濾器的執行順序
     * 返回值越小，執行順序越靠前
     */
    @Override
    public int filterOrder() {
        return 0;
    }

    /**
     * 當前過濾器是否生效
     * true：使用此過濾器
     * false：不使用此過濾器
     */
    @Override
    public boolean shouldFilter() {
        return true;
    }

    /**
     * 執行過濾器的方法
     */
    @Override
    public Object run() throws ZuulException {
        System.out.println("================進入過濾器=================");
        //獲取上下文對象
        RequestContext ctx = RequestContext.getCurrentContext();
        //獲取request對象
        HttpServletRequest req = ctx.getRequest();
        //從請求中獲取token
        String token = req.getParameter("access-token");
        //判斷
        if(token == null || token.equals("")){
            // 沒有token，登錄校驗失敗，攔截
            ctx.setSendZuulResponse(false);
            // 返回401狀態碼。也可以考慮重定向到登錄頁。
            ctx.setResponseStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED.value());
        }
        // 校驗通過，可以考慮把用戶信息放入上下文，繼續向後執行
        return null;
    }
}

在我們之前寫的授權與認證中，使用了一個微服務認證。這裏簡單寫一下。

zuul出現的問題：

性能問題：Zuul1x版本本質上就是一個同步Servlet，採用多線程阻塞模型進行請求轉發。簡單講，每一個請求，Servlet容器要爲該請求分配一個線程專門負責處理這個請求，直到響應返回客戶端這個線程纔會被釋放返回容器線程池。如果後臺服務調用比較耗時，那麼這個線程就會被阻塞，阻塞期間線程資源被佔用，不能幹其它事情。我們知道Servlet容器線程池的大小是有限制的，當前端請求量大，而後臺慢服務比較多時，很容易耗盡容器線程池內的線程，造成容器無法接受新的請求。
不支持任何長連接，如websocket

源碼：[email protected]:Zesystem/springclouddedemowangguan.git

微服務：SpringCloud zuul網關

一、存在的問題

二、網關的概念

三、zuul實現網關

1、Zuul簡介

2、搭建一個Zuul網關服務器

3、過濾器

4、自定義過濾器

zuul出現的問題：

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