導讀
我們知道在基於Spring Cloud的微服務體系中，各個微服務除了在內部提供服務外，有些服務接口還需要直接提供給客戶端，如Andirod、IOS、H5等等。
而一個很尷尬的境地是，如果直接將提供外部接口的微服務暴露給公網，那么意味着為了增強這個微服務的安全性，需要做很多額外的安全性措施，如報文數字簽名、加密等；而大部分場景下，微服務本身又是提供給內部其他微服務調用的，即便所有的微服務都會不同程度地直接面向App客戶端提供公網服務，那么為了這確保這些微服務的安全性，涉及的微服務也都需要實現接口的安全性，這樣不僅會造成重復開發，也會增加微服務體系的復雜性。所以，我們通常會在微服務體系的外部邊界架設一個網關服務，俗稱Gateway。
Gateway這個服務本身不做任何具體的業務邏輯，業務邏輯還是由相應地微服務去實現。因為在微服務開發中，為了簡化內部服務之間調用的繁瑣程度，大部分實踐是不會在微服務內部設防，如微服務本身是不會做報文層面的簽名、加密。而在面向外部提供服務時，則由Gateway服務進行統一的安全認證，認證通過后才會把請求路由到具體的微服務。
在這種模式下，微服務之間的調用因為都在內部網絡，而不直接向外暴露服務接口及IP，所以微服務的安全問題都依賴於內部網絡安全。（PS:如果網絡被攻破，那么微服務就會直接暴露在攻擊者面前，此時調用微服務的接口是可以直接影響業務的，如進行盜刷等，這個問題我們在下一篇文章中討論！）
當然Gateway除了支持做簡單的安全認證，如會話認證外，還具有服務限流，接口監控數據統一上報等其他功能和用途。在基於Spring Cloud的微服務架構體系中，目前提供了兩套方案供我們實現Gateway，分別是Netflix的Zuul以及Spring Cloud自身提供的 Spring Cloud Gateway（構建在Spring 5以及Spring Boot 2.0基礎之上）。本篇文章的主要內容是基於Zuul來介紹Api Gateway的搭建。
GateWay的位置
在我們具體分析基於Zuul的Gateway實現原理之前，我們先從整體架構上來了解下Gateway在整體微服務體系中所處的位置吧，這樣會有利於我們更深刻的理解Gateway在微服務架構體系中的作用。如下圖所示：
Gateway是一個處於內部微服務與外部公網請求之間的銜接性服務，它需要通過域名接收到用戶客戶端通過公網發出的服務請求，然后再路由至內部對應的微服務。因此Gateway本身既處於服務注冊中心的管理之下，如注冊到Consul，通過Consul來獲取其他微服務的地址列表，並進行請求路由轉發；又需要在被外部訪問的過程中，被諸如Nginx這樣的反向代理服務器進行服務代理，從而實現Gateway的負載均衡及高可用。
這里的一個技術細節是，Gateway大部分情況下是通過容器動態進行部署的，這一點與其他Spring Cloud微服務一樣是扁平的，但是又因為網關服務的特殊性，其IP端口需要被Nginx識別從而進行反向代理及負載均衡。這里的問題是Nginx如何能夠從茫茫的微服務中識別到那些是需要被外部訪問，從而進行反向代理的呢？
畢竟如果將Gateway直接部署到固定的IP及端口機器的話，會失去一定的彈性，從架構層面來說會有些蹩腳。作者之前所在的公司是通過將Gateway服務打tag，如需要被外部訪問的Gateway服務將其tag標簽打成api,這樣就可以借助一些工具如consul-template的方式，就可以做一些自動識別的流程來自動進行反向代理了！如果你有更好的實現方式，也歡迎給我留言哦！
到這里，相信你應該對Gateway在微服務架構體系中的位置有一個足夠清晰地認識和了解了，下面我們就將重點介紹Zuul的功能與實現原理。
Zuul簡介
Zuul是Neflix開源的Api Gateway服務器，它本質上是一個Servlet應用，其核心是通過一系列filters的實現來為整個微服務體系提供路由、安全、監控等邊界服務。Zuul目前分為兩個大版本Zuul1和Zuul2，它們的區別在於Zuul1的IO模型還是BIO的方式，而Zuul2則是使用NIO對Zuul1進行了重構，所以性能上要優於Zuul1。
正因為Zuul1的IO采用的是BIO，所以在Spring Cloud基於Spring Boot2.0的版本中才自己推出了基於NIO模型的Spring Cloud Gateway來取代Zuul，此時雖然Zuul2已經發布，但是因為發布的時間太晚，所以Spring Cloud對其已經不再默認集成了！
因此如果要升級Zuul的版本至Zuul2的話，你需要將Spring Cloud對應的版本升級到基於Spring Boot2.0的版本，並單獨引入Zuul2的版本依賴。而在這種情況下，直接選用Spring Cloud Gateway作為網關服務可能會是一個更合適的選擇。以下為基於Spring boot2.0的Spring Cloud版本依賴：
<parent>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-parent</artifactId>
<version>Finchley.SR3</version>
<relativePath />
</parent>
而考慮到歷史項目原因，目前不少基於Spring Cloud的項目還是構建在基於Spring boot1.0的版本之上，所以在本篇文章中對Zuul的分析還是基於Zuul1的版本，這一點請大家知悉！
Zuul原理
在前面我們提到過Zuul本質上是一個Servlet應用,其核心就是通過定義一系列的filters來對用戶的請求進行過濾處理，從而實現一些定制化的邊緣服務功能，如安全認證，打點監控等。類似於Servlet的Filter，只不過Zuul是提供了一個框架，來實現定義不同類型的filter，並對這些filter進行加載、編譯、運行。下面我們來看一下Zuul的核心類圖：
因為Zuul本身就是一個Servlet應用，而其要做的事情就是攔截所有用戶請求來進行過濾，在Zuul框架中ZuulServlet就是這樣一個類型，它類似於SpringMvc的DispatcherServlet，所有最終需要路由到微服務的請求，都會由它進行處理。
ZuulServlet中有3個核心的方法，它們分別是：preRoute(),route(), postRoute()。Zuul對所有request的處理邏輯都在這三個方法里面，而這些方法分別對應了Zuul中定義的幾種標准過濾器類型：
-
PRE:這種過濾器會在請求被路由之前調用。我們可以利用這種過濾器類型實現身份認證等前置邏輯；
-
ROUTE：這種過濾器將請求路由到微服務，用於構建發送給微服務的請求。這種類型的過濾器Zuul已經幫我們實現，用於實現Gateway到內部微服務調用的路由、負載均衡、限流等功能；
-
POST：這種過濾器在路由到微服務以后執行。可以用來為響應添加標准的Http Header、收集統計信息和指標，並將響應從微服務發送給客戶端；
-
ERROR：在請求處理階段發生錯誤時執行該過濾器；
從代碼層面看，以上方法的實際執行則是由具體實現了ZuulFilter接口的過濾器來實現的，這些過濾器會返回自身定義的類型如"pre"，這樣通過Zuul框架相應的設計就會最終調用到過濾器的對應方法了。（PS：篇幅有限，更細節的實現，需要大家去閱讀源碼）
Zuul實踐示例
使用Zuul搭建一個Gateway非常簡單，只需要基於Spring Boot項目，在主類加上注解@EnableZuulProxy即可。如：
@EnableZuulProxy
@SpringBootApplication
@EnableAutoConfiguration(exclude = {RedisAutoConfiguration.class,
RedisRepositoriesAutoConfiguration.class, DataSourceAutoConfiguration.class,
MongoAutoConfiguration.class, MongoRepositoriesAutoConfiguration.class})
public class GatewayApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(GatewayApplication.class, args);
}
}
而在具體定制相應的Filter時只需要實現ZuulFilter接口，確定濾器類型后實現run方法就可以了。
public class LoginFilter extends ZuulFilter {
@Autowired
private GatewayLoginFilterConfig loginFilterConfig;
@Override
public String filterType() {
return "pre"; //pre在請求真實url之前做處理
}
@Override
public int filterOrder() {
return 0;
}
@Override
public boolean shouldFilter() {
return true;
}
@Override
public Object run() {
RequestContext ctx = RequestContext.getCurrentContext();
HttpServletRequest req = ctx.getRequest();
...
return null;
}
以上就是本文的基本內容了，希望能夠讓您能有所收獲，歡迎轉發+點贊！
參考資料：
https://github.com/Netflix/zuul
https://github.com/Netflix/zuul/wiki
http://www.sohu.com/a/221110905_467759
https://www.jianshu.com/p/af1554553b5c
