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Spring Cloud Gateway 与 Zuul的区别
一、概述简介
Gateway是在Spring生态系统之上构建的API网关服务,基于Spring 5,Spring Boot 2和 Project Reactor等技术。
Gateway旨在提供一种简单而有效的方式来对API进行路由,以及提供一些强大的过滤器功能, 例如:熔断、限流、重试等
SpringCloud Gateway 是 Spring Cloud 的一个全新项目,基于 Spring 5.0+Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等技术开发的网关,它旨在为微服务架构提供一种简单有效的统一的 API 路由管理方式。
SpringCloud Gateway 作为 Spring Cloud 生态系统中的网关,目标是替代 Zuul,在Spring Cloud 2.0以上版本中,没有对新版本的Zuul 2.0以上最新高性能版本进行集成,仍然还是使用的Zuul 1.x非Reactor模式的老版本。而为了提升网关的性能,SpringCloud Gateway是基于WebFlux框架实现的,而WebFlux框架底层则使用了高性能的Reactor模式通信框架Netty。
Spring Cloud Gateway的目标提供统一的路由方式且基于 Filter 链的方式提供了网关基本的功能,例如:安全,监控/指标,和限流。
SpringCloud Gateway 使用的Webflux中的reactor-netty响应式编程组件,底层使用了Netty通讯框架。
微服务架构中网关的位置
Spring Cloud GateWay的优良特性
基于Spring Framework 5, Project Reactor 和 Spring Boot 2.0 进行构建;
动态路由:能够匹配任何请求属性;
可以对路由指定 Predicate(断言)和 Filter(过滤器);
集成Hystrix的断路器功能;
集成 Spring Cloud 服务发现功能;
易于编写的 Predicate(断言)和 Filter(过滤器);
请求限流功能;
支持路径重写。
Spring Cloud Gateway 与 Zuul的区别
在SpringCloud Finchley 正式版之前,Spring Cloud 推荐的网关是 Netflix 提供的Zuul:
1、Zuul 1.x,是一个基于阻塞 I/ O 的 API Gateway
2、Zuul 1.x 基于Servlet 2. 5使用阻塞架构它不支持任何长连接(如 WebSocket) 。Zuul 的设计模式和Nginx较像,每次 I/ O 操作都是从工作线程中选择一个执行,请求线程被阻塞到工作线程完成,但是差别是Nginx 用C++ 实现,Zuul 用 Java 实现,而 JVM 本身会有第一次加载较慢的情况,使得Zuul 的性能相对较差。
3、Zuul 2.x理念更先进,想基于Netty非阻塞和支持长连接,但SpringCloud目前还没有整合。 Zuul 2.x的性能较 Zuul 1.x 有较大提升。在性能方面,根据官方提供的基准测试, Spring Cloud Gateway 的 RPS(每秒请求数)是Zuul 的 1. 6 倍。
4、Spring Cloud Gateway 建立 在 Spring Framework 5、 Project Reactor 和 Spring Boot 2 之上, 使用非阻塞 API。
5、Spring Cloud Gateway 还 支持 WebSocket, 并且与Spring紧密集成拥有更好的开发体验
Zuul1.x模型
Springcloud中所集成的Zuul版本,采用的是Tomcat容器,使用的是传统的Servlet IO处理模型。
servlet由servlet container进行生命周期管理。
container启动时构造servlet对象并调用servlet init()进行初始化;
container运行时接受请求,并为每个请求分配一个线程(一般从线程池中获取空闲线程)然后调用service()。
container关闭时调用servlet destory()销毁servlet;
上述模式的缺点(也即阻塞IO的缺点):
servlet是一个简单的网络IO模型,当请求进入servlet container时,servlet container就会为其绑定一个线程,在并发不高的场景下这种模型是适用的。但是一旦高并发(比如抽风用jemeter压),线程数量就会上涨,而线程资源代价是昂贵的(上线文切换,内存消耗大)严重影响请求的处理时间。在一些简单业务场景下,不希望为每个request分配一个线程,只需要1个或几个线程就能应对极大并发的请求,这种业务场景下servlet模型没有优势
所以Zuul 1.X是基于servlet之上的一个阻塞式处理模型,即spring实现了处理所有request请求的一个servlet(DispatcherServlet)并由该servlet阻塞式处理处理。所以Springcloud Zuul无法摆脱servlet模型的弊端
Gate Way模型
使用了WebFlux框架
传统的Web框架,比如说:struts2,springmvc等都是基于Servlet API与Servlet容器基础之上运行的。
但是
在Servlet3.1之后有了异步非阻塞的支持。而WebFlux是一个典型非阻塞异步的框架,它的核心是基于Reactor的相关API实现的。相对于传统的web框架来说,它可以运行在诸如Netty,Undertow及支持Servlet3.1的容器上。非阻塞式+函数式编程(Spring5必须让你使用java8)
Spring WebFlux 是 Spring 5.0 引入的新的响应式框架,区别于 Spring MVC,它不需要依赖Servlet API,它是完全异步非阻塞的,并且基于 Reactor 来实现响应式流规范。
二、三大核心概念
(一)Route(路由)
路由是构建网关的基本模块,它由ID,目标URI,一系列的断言和过滤器组成,如果断言为true则匹配该路由
(二)Predicate(断言)
参考的是Java8的java.util.function.Predicate
开发人员可以匹配HTTP请求中的所有内容(例如请求头或请求参数),如果请求与断言相匹配则进行路由
(三)Filter(过滤)
指的是Spring框架中GatewayFilter的实例,使用过滤器,可以在请求被路由前或者之后对请求进行修改。
总结
web请求,通过一些匹配条件,定位到真正的服务节点。并在这个转发过程的前后,进行一些精细化控制。
predicate就是我们的匹配条件;
而filter,就可以理解为一个无所不能的拦截器。有了这两个元素,再加上目标uri,就可以实现一个具体的路由了
三、Gateway工作流程
客户端向 Spring Cloud Gateway 发出请求。然后在 Gateway Handler Mapping 中找到与请求相匹配的路由,将其发送到 Gateway Web Handler。
Handler 再通过指定的过滤器链来将请求发送到我们实际的服务执行业务逻辑,然后返回。
过滤器之间用虚线分开是因为过滤器可能会在发送代理请求之前(“pre”)或之后(“post”)执行业务逻辑。
Filter在“pre”类型的过滤器可以做参数校验、权限校验、流量监控、日志输出、协议转换等,
在“post”类型的过滤器中可以做响应内容、响应头的修改,日志的输出,流量监控等有着非常重要的作用。
核心逻辑:路由转发+执行过滤器链
四、入门配置
新建Module cloud-gateway-gateway9527
POM文件
<?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>mscloud03</artifactId>
<groupId>com.atguigu.springcloud</groupId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
</parent>
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<artifactId>cloud-gateway-gateway9527</artifactId>
<dependencies>
<!--gateway-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>
<!--eureka-client-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>
<!-- 引入自己定义的api通用包,可以使用Payment支付Entity -->
<dependency>
<groupId>com.atguigu.springcloud</groupId>
<artifactId>cloud-api-commons</artifactId>
<version>${project.version}</version>
</dependency>
<!--一般基础配置类-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
<scope>runtime</scope>
<optional>true</optional>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<optional>true</optional>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
</dependencies>
</project>
YML文件
监控Payment8001Controller中的两个方法
server:
port: 9527
spring:
application:
name: cloud-gateway
cloud:
gateway:
routes:
- id: payment_routh #payment_route #路由的ID,没有固定规则但要求唯一,建议配合服务名
uri: http://localhost:8001 #匹配后提供服务的路由地址
predicates:
- Path=/payment/get/** # 断言,路径相匹配的进行路由
- id: payment_routh2 #payment_route #路由的ID,没有固定规则但要求唯一,建议配合服务名
uri: http://localhost:8001 #匹配后提供服务的路由地址
predicates:
- Path=/payment/lb/ # 断言,路径相匹配的进行路由
eureka:
instance:
hostname: cloud-gateway-service
client: #服务提供者provider注册进eureka服务列表内
service-url:
register-with-eureka: true
fetch-registry: true
defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka
Payment8001Controller中的两个方法
@GetMapping("/payment/get/{id}")
public CommonResult<Payment> getPaymentById(@PathVariable("id") Long id) {
Payment result = paymentService.getPaymentById(id);
log.info("********查询结果:" + result);
if(result != null) {
return new CommonResult(200, "查询数据成功, serverPort:" + serverPort, result);
} else {
return new CommonResult(404, "查询数据失败", null);
}
}
@GetMapping(value = "/payment/lb")
public String getPaymentLB()
{
return serverPort;
}
主启动类
@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class GateWayMain9527
{
public static void main(String[] args)
{
SpringApplication.run(GateWayMain9527.class,args);
}
}
测试
启动7001eureka注册中心, 8001Payment服务,9527网关
此时仍可以通过8001服务直接访问,也可通过网关访问,相当于在8001外套了一层
Gateway网关路的两种配置方式
① 上面的YML文件配置
②配置类(往容器中放bean)
@Configuration
public class GateWayConfig {
@Bean
public RouteLocator createRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) {
RouteLocatorBuilder.Builder routes = builder.routes();
routes.route("path_route_atguigu",
r -> r.path("/lb")
.uri("http://payment/lb")).build();
return routes.build();
}
}
五、通过微服务名实现动态路由
默认情况下Gateway会根据注册中心注册的服务列表,以注册中心上微服务名为路径创建动态路由进行转发,从而实现动态路由的功能
修改配置文件
启动一个eureka7001 + 两个服务提供者8001/8002,
测试:http://localhost:9527/payment/lb
发现轮询成功
六、Predicate的使用
Predicate是为了实现一组匹配规则,让请求过来找到对应的Route进行处理。
9527启动时我们发现
有多种Predicate,其中就有我们上面配置文件写到的path
Route Predicate Factories
Spring Cloud Gateway将路由匹配作为Spring WebFlux HandlerMapping基础架构的一部分。
Spring Cloud Gateway包括许多内置的Route Predicate工厂。所有这些Predicate都与HTTP请求的不同属性匹配。多个Route Predicate工厂可以进行组合
Spring Cloud Gateway 创建 Route 对象时, 使用 RoutePredicateFactory 创建 Predicate 对象,Predicate 对象可以赋值给 Route。 Spring Cloud Gateway 包含许多内置的Route Predicate Factories。
所有这些谓词都匹配HTTP请求的不同属性。多种谓词工厂可以组合,并通过逻辑and。
常用的Route Predicate
举例:
After Route Predicate
获取时间串
public class ZonedDateTimeDemo
{
public static void main(String[] args)
{
ZonedDateTime zbj = ZonedDateTime.now(); // 默认时区
System.out.println(zbj);
// ZonedDateTime zny = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York")); // 用指定时区获取当前时间
// System.out.println(zny);
}
}
yml
spring:
application:
name: cloud-gateway
cloud:
gateway:
discovery:
locator:
enabled: true #开启从注册中心动态创建路由的功能
routes:
- id: payment_routh #payment_route #路由的ID,没有固定规则但要求唯一,建议配合服务名
# uri: http://localhost:8001 #匹配后提供服务的路由地址
uri: lb://cloud-payment-service #匹配后提供服务的路由地址
predicates:
- Path=/payment/get/** # 断言,路径相匹配的进行路由
- id: payment_routh2 #payment_route #路由的ID,没有固定规则但要求唯一,建议配合服务名
# uri: http://localhost:8001 #匹配后提供服务的路由地址
uri: lb://cloud-payment-service #匹配后提供服务的路由地址
predicates:
- Path=/payment/lb/** # 断言,路径相匹配的进行路由
- After=2020-02-05T15:10:03.685+08:00[Asia/Shanghai] # 断言,路径相匹配的进行路由
七、Filter的使用
路由过滤器可用于修改进入的HTTP请求和返回的HTTP响应,路由过滤器只能指定路由进行使用。
Spring Cloud Gateway 内置了多种路由过滤器,他们都由GatewayFilter的工厂类来产生
Spring Cloud Gateway的Filter种类:
①按生命周期分类
分为pre和post
②按类型分类
分为GatewayFilter 和GlobalFilter
举例 AddRequestParameter
server:
port: 9588
spring:
application:
name: cloud-gateway
cloud:
gateway:
discovery:
locator:
enabled: true #开启从注册中心动态创建路由的功能
lower-case-service-id: true #使用小写服务名,默认是大写
routes:
- id: payment_routh #payment_route #路由的ID,没有固定规则但要求唯一,建议配合服务名
uri: lb://cloud-provider-payment #匹配后的目标服务地址,供服务的路由地址
#uri: http://localhost:8001 #匹配后提供服务的路由地址
filters:
- AddRequestParameter=X-Request-Id,1024 #过滤器工厂会在匹配的请求头加上一对请求头,名称为X-Request-Id值为1024
predicates:
- Path=/paymentInfo/** # 断言,路径相匹配的进行路由
- Method=GET,POST
eureka:
instance:
hostname: cloud-gateway-service
client: #服务提供者provider注册进eureka服务列表内
service-url:
register-with-eureka: true
fetch-registry: true
defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka
自定义过滤器
自定义需要继承两个类,implements GlobalFilter,Ordered
@Component
@Slf4j
public class MyFilter implements Ordered, GlobalFilter {
@Override
public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
String uname = exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("uname");
if(uname == null) {
log.info("用户名为空,非法用户");
exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.NOT_ACCEPTABLE);
return exchange.getResponse().setComplete();
}
return chain.filter(exchange);
}
@Override
public int getOrder() {
return 0;
}
}
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