SpringCloud(22)——服务网关Gateway

1.什么是Gateway

SpringCloud Gateway是SpringCloud的一个全新项目,基于Spring5.0+SpringBoot2.0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SpringCloud生态系统中的网关,目标是替代Zuul,由于Zuul 1.x使用的仍然是非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模式通讯框架Netty。
SpringCloud 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,监控和限流 。
官网地址:https://cloud.spring.io/spring-cloud-gateway/reference/html/

2.Gateway能做什么

  • 反向代理
  • 鉴权
  • 流量控制
  • 熔断
  • 日志监控

3.网关在微服务系统中的位置

image.png

网关一般在微服务的前面,作为整个系统的入口

4.SpringCloud Gateway特性

基于Spring Framework5,Project Reactor和Spring Boot2.0进行构建的
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SpringCloud服务发现功能;
易于编写的Preadicate(断言)和Filter(过滤器);
请求限流功能;
支持路径重写。

5.SpringCloud 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:
①Zuul 1.x,是一个基于阻塞I/O的API Gateway
②Zuul 1.x基于Servlet2.5,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比较像,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。
③Zuul 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。
④SpringCloud Gateway建立在Spring Framework5、Project Reactor和Spring Boot2.0之上,使用非阻塞API
⑤SpringCloud Gateway还支持WebSocket,并且与Spring紧密集成,拥有更好的开发体验。

6.Zuul 1.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。

image.png

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可以使用的。但是一旦高并发(比如秒杀),线程数就会上涨,而线程资源的代价是昂贵的(上下文切换,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并由该servlet阻塞式处理。所以SpringCloud Zuul无法摆脱servlet模型的弊端。

7.SpringCloud Gateway模型

说到SoringCloud Gateway使用的是WebFlux

什么是WebFlux?

先看一下官网:https://docs.spring.io/spring-framework/docs/current/reference/html/web-reactive.html
传统的Web框架,比如: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。
Spring WebFlux是Spring5引入的新的响应式框架,区别于Spring MVC,它不需要依赖Servle API,它是完全异步非阻塞的,并且基于Reactor来实现响应式流程规范

8.SpringCloud Gateway中的核心概念

Router(路由)

路由时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

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

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。

image.png

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就是我们匹配的条件;
而filter,就可以理解为一个拦截器。有了这个两个元素,加上目标uri,就可以实现一个具体的路由了。

9.SpringCloud Gateway工作流程

image.png

客户端向SpringCloud 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(posy)执行业务逻辑。

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