spring cloud 入門系列六:使用Zuul 實現API網關服務


 

通過前面幾次的分享,我們了解了微服務架構的幾個核心設施,通過這些組件我們可以搭建簡單的微服務架構系統。比如通過Spring Cloud Eureka搭建高可用的服務注冊中心並實現服務的注冊和發現;

通過Spring Cloud Ribbon或Feign進行負載均衡;通過Spring Cloud Hystrix進行服務容錯保護以避免故障蔓延。微服務搭建好了之后我們肯定會提供給外部系統一些統一的RESTFul API服務接口進行調用,

但是當外部系統調用我們的RESTful API的時候,怎么確定它需要的功能具體是哪個服務提供的呢?這個就涉及到一個路由規則和服務實例列表的維護問題。

這就引入了我們今天的主角--Spring Cloud Zuul,它是基於Netflix Zuul實現的API網關組件。它可以解決兩個大問題:

  1. 就是我們上面提到的路由規則和服務實例的維護問題
  2. 對於一些校驗(比如登錄校驗等)冗余問題。 按照我們的習慣的做法,是在每個服務中都需要加入這些校驗,但是這樣會導致代碼冗余並且維護也比較麻煩,有了Spring Cloud Zuul這個網關服務之后,我們可以將這些共通的校驗放到網關里面統一維護。

好,接下來我們就來看下怎么實現這個網關服務。

一、構建網關,配置路由

 這里我們還是需要使用到前面的hello-service和feign-consumer服務。我們之前把feign-consumer作為服務消費者,但是別忘了在eureka體系里面,每個服務既是服務提供者又是服務消費者,所以feign-consumer也是一個服務提供者,並且http://localhost:9001/feign-consumer等接口就是它提供的服務。

接下來我們構建一個網關服務,代碼結構如下:

  

代碼實現步驟:

  1. 新建maven工程api-gateway
  2. 修改POM文件
    <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">
      <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
      <groupId>com.sam</groupId>
      <artifactId>api-gateway</artifactId>
      <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
      
      <parent>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
            <version>1.5.1.RELEASE</version>
        </parent>
    
        <properties>
            <javaVersion>1.8</javaVersion>
        </properties>
        <!-- 使用dependencyManagement進行版本管理 -->
        <dependencyManagement>
            <dependencies>
                <dependency>
                    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                    <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                    <version>Camden.SR6</version>
                    <type>pom</type>
                    <scope>import</scope>
                </dependency>
            </dependencies>
    
        </dependencyManagement>
    
        <dependencies>
            <!-- 引入zuul依賴 , 它依賴了spring-boot-starter-actuator/spring-boot-starter-hystrix/spring-boot-starter-ribbon-->
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-starter-zuul</artifactId>
            </dependency>
    
        </dependencies>
        
    </project>
  3. 新建啟動類
    /**
     * @EnableZuulProxy 開啟Zuul 的API網關服務功能
     *
     */
    @EnableZuulProxy
    @SpringCloudApplication
    public class GateWayApp {
    
        public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run(GateWayApp.class, args);
        }
    }
  4. 新建application.properties
    server.port=5555
    spring.application.name=api-gateway
    
    #增加路由規則的配置
    #通過zuul.routes.<route>.path和zuul.routes.<route>.url進行配置,<route>為路由的名字,可以任意指定,但是一組path和url的路由名要相同
    #如下面的例子:所有滿足/api-a/** 規則的訪問都會被路由轉發到//localhost:9001的地址
    #也就是說,我們訪問http://localhost:5555/api-a/hello的時候,API網關服務就會將該請#求路由到 http://localhost:9001/hello提供的微服務接口上
    zuul.routes.api-a.path=/api-a/** zuul.routes.api-a.url=http://localhost:9001
    
    
    zuul.routes.api-b.path=/api-b/**
    zuul.routes.api-b.url=http://localhost:9090

     

  5. 測試,啟動eureka、hello-service、feign-consumer以及本次新加的api-gateway服務,然后訪問http://localhost:5555/api-a/feign-consumer

    成功訪問到了feign-consumer的服務接口--feign-consonsumer。

以上步驟實現了傳統路由的配置,這種配置有個大的缺點,就是需要手工在application.properties文件中進行路由規則的配置,當服務很多的時候,維護工作量就會很大。為了減小維護成本,還有另外一種路由--面向服務的路由。

二、面向服務的路由

Spring Cloud Zuul和Eureka進行整合,我們可以讓路由的path不是映射具體的url,而是具體的某個服務,而服務的url則交給Eureka服務發現機制自動維護,這類路由就是面向服務的路由。具體代碼配置如下:

  1. 修改POM文件,引入Eureka依賴
    <!-- 引入eureka依賴 -->
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
            </dependency>
  2. 修改application.properties配置文件
    server.port=5555
    spring.application.name=api-gateway
    
    zuul.routes.api-a.path=/api-a/**
    
    #這里用serviceId代替url,用服務名代替ip+端口號
    zuul.routes.api-a.serviceId=hello-service

    eureka.client.service-url.defaultZone=http://localhost:1111/eureka

    注意:zuul.routes.api-a.url=hello-service也能實現功能,但是它不能進行正常的負載均衡和容錯保護。

  3. 測試,訪問http://localhost:5555/api-a/hello

    訪問成功。

 三、服務路由的默認規則

在面向服務的路由中,由於<route>名字是隨意起的,那么是不是可以這樣:

zuul.routes.hello-service.path=/hello-service/**
zuul.routes.hello-service.serviceId=hello-service

<route>名字就是服務名,其實在實際的應用中,我們往往就是這樣命名的。如果有這樣的規則的話,那Zuul就可以幫我們默認實現這樣的功能,進一步省去了配置的麻煩。

我們來做個實驗,將配置文件改為:

server.port=5555
spring.application.name=api-gateway

eureka.client.service-url.defaultZone=http://localhost:1111/eureka

然后頁面訪問驗證

訪問成功。

 

但是由於默認情況下,Eureka上的服務都會被Zuul創建默認的映射關系來進行路由,使得我們不想對外開放的服務也被外部訪問到,這個時候可以通過配置zuul.ignored-services來進行配置不需要自動創建路由的規則。當zuul.ignored-services=*的時候,所有的服務都不會自動創建路由規則,這個時候需要通過前面的配置進行相關路由配置了。

================華麗的分割線===================

前面說了那么多都是圍繞一個問題展開的:路由規則和服務實例的維護問題,那么怎么解決第二個問題(校驗冗余問題)呢?

 四、請求過濾

為了在API網關中實現對客戶端請求的校驗,我們可以通過過濾器來實現對請求的攔截和過濾,實現方法比較簡單,只需要繼承ZuulFilter抽象類並實現其四個方法就行了。

修改api-gateway:

  1. 新增過濾器類
    /**
     * 繼承ZuulFilter,並且實現其4個接口
     *
     * 用來進行請求過濾
     *
     */
    public class AccessFilter extends ZuulFilter {
        Logger logger = LoggerFactory.getLogger(AccessFilter.class);
        /* 
         * shouldFilter 判斷該過濾器是否需要被執行
         * 
         * 這里直接返回true,表示該過濾器對所有請求都會生效。
         * 實際運用中我們可以利用該函數指定過濾器的有效范圍
         */
        @Override
        public boolean shouldFilter() {
            return true;
        }
    
        /*
         * 過濾器的具體邏輯
         * 
         * 這里我們通過ctx.setSendZuulResponse(false)讓zuul過來請求,不對其進行路由
         * 然后通過ctx.setResponseStatusCode(401)設置了返回的錯誤碼
         * 
         */
        @Override
        public Object run() {
            RequestContext context = RequestContext.getCurrentContext();
            HttpServletRequest request = context.getRequest();
            Object accessToken = request.getParameter("accessToken");
            
            logger.info("send {} request to {}", request.getMethod(),request.getRequestURL().toString());
            if(accessToken == null) {
                context.setSendZuulResponse(false);
                context.setResponseStatusCode(401);
            }
            
            return null;
        }
    
        /* filterType 返回過濾器類型
         * 他決定了過濾器在請求的哪個生命周期中執行。這里定義為pre,代表會在請求被路由前執行。
         * 
         * pre:請求執行之前filter 
         * route: 處理請求,進行路由 
         * post: 請求處理完成后執行的filter 
         * error:出現錯誤時執行的filter
         */
        @Override
        public String filterType() {
            return "pre";
        }
        
        
        /* 
         * filterOrder 返回過濾器的執行順序
         * 
         * 當請求在一個階段有多個過濾器是,需要根據該方法的返回值來依次執行
         * 
         */
        @Override
        public int filterOrder() {
            return 0;
        }
    
    }
  2. 修改啟動類
    /**
     * @EnableZuulProxy 開啟Zuul 的API網關服務功能
     *
     */
    @EnableZuulProxy
    @SpringCloudApplication
    public class GateWayApp {
    
        //追加bean的是實現 @Bean public AccessFilter accessFilter() { return new AccessFilter(); } public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run(GateWayApp.class, args);
        }
    }
  3. 測試
    1. )訪問http://localhost:5555/hello-service/hello,訪問失敗
      1.  

    2. )訪問http://localhost:5555/hello-service/hello?accessToken=token,正常訪問

       

 

修改后的代碼結構:

 

 五、拓展延伸

其實路由功能在真正運行時,他的路由映射和請求轉發都是由幾個不同的過濾器完成的。

路由映射主要通過pre類型的過濾器完成,他將請求路徑與配置的路由規則進行匹配,找到需要轉發的目標地址。

而請求轉發的部分則是由route類型的過濾器完成的,對pre類型過濾器獲取的路由地址進行轉發。

所以,過濾器可以說是Zuul實現API網關功能最為核心的部件,每一個進入Zuul的HTTP請求都會經過一系列的過濾器處理鏈得到請求響應並返回給客戶端。

 


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