【SpringCloud构建微服务系列】微服务网关Zuul

2022-10-21 09:53:25

一、为什么要用微服务网关

在微服务架构中，一般不同的微服务有不同的网络地址，而外部客户端（如手机APP）可能需要调用多个接口才能完成一次业务需求。例如一个电影购票的手机APP，可能会调用多个微服务的接口，才能完成一次购票的业务流程。

电影购票业务

如果让客户端直接与微服务通信会产生以下的问题：
1.客户端会多次请求不同的微服务，增加了客户端的复杂性。
2.存在跨域请求，在一定场景下处理比较复杂。
3.认证复杂，每个服务都需要单独认证。
4.难以重构
5.某些微服务可能使用了防火墙/游览器不友好的协议，直接访问会有一定的困难。
以上问题就可以借助微服务网关解决，微服务网关是介于客户端和服务端之间的中间层，所有的外部请求先经过微服务网关

二、Zuul简介

Zuul是Netflix开源的微服务网关，可以和Eureka,Ribbon,Hystrix等组件配合使用。Zuul的核心是一系列过滤器，这些过滤器可以完成以下功能：
1.身份认证与安全
2.审查与监控
3.动态路由
4.压力测试
5.负载均衡
6.静态响应处理等

三、编写Zuul微服务网关

1.创建一个Maven工程microservice-gateway-zuul，并添加依赖

<dependency>

            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

            <artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>

        </dependency>

        <dependency>

            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

            <artifactId>spring-cloud-starter-zuul</artifactId>

        </dependency>

2.在启动类添加注解 @EnableZuulProxy声明一个Zuul代理，该代理使用Ribbon来定位注册在Eureka Server中的服务，同时还整合了Hystrix。

@EnableZuulProxy
@SpringBootApplication
public class MicroserviceGatewayZuulApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(MicroserviceGatewayZuulApplication.class, args);
}
}

3.编写配置文件application.yml

server:

  port: 8040

spring:

  application:

    name: microservice-gateway-zuul

eureka:

  client:

    service-url:

      defaultZone: http://localhost:8761/eureka/

说明：默认情况Zuul会代理所有注册到Eureka Server上的微服务，并且路由规则如下。
http://ZUUL_HOST:ZUUL_PORT/微服务在Eureka上的ServiceId/** 会被转发到serviceId对应的微服务。
测试过程省略。

四、路由配置详解

1.自定义指定微服务的访问路径

zuul:

  routes:

    microservice-provider-user: /user/**

格式zuul.routes.微服务的serviceId = 指定路径，这样microservice-provider-user微服务就会被映射到路径/user/**
2.忽略指定微服务

zuul:

  ignored-services: microservice-provider-user,microservice-consumer-movie

用逗号分隔，来指定忽略多个微服务。
3.忽略所有微服务，只路由指定微服务

zuul:

  ignored-services: '*'

  routes:

    microservice-provider-user: /user/**

4.同时指定微服务的serviceId和路径

zuul:

  routes:

    user-route:  ## 这个路由名称可以随意命名

      service-id: microservice-provider-user

      path: /user/**

这个同示例1是一样的
5.同时指定path和URL

 zuul:

  routes:

    user-route:  ## 这个路由名称可以随意命名

      url: http://localhost:8000/ #指定的url

      path: /user/**              #url对应的路径

但是这样有些问题，这种方式配置的路由不会作为HystrixCommand执行，也不能使用Ribbon来负载均衡多个URL。
6.忽略某些路径

zuul:

  routes:

    microservice-provider-user: /user/**

  ignored-patterns: /**/admin/** #忽略所有包含admin路径的

这样就可以将微服务microservice-provider-user映射到/user/** 路径，同时忽略所有包含/admin/的路径。

五、Zuul的header设置&上传文件&过滤器

5.1敏感header的设置

zuul:

  routes:

    microservice-provider-user:

      path: /users/**

      sensitive-headers: Cookie,Set-Cookie,Authorization

      url: https://downstream

这样就可以为microservice-provider-user指定敏感header了，不过可以指定全局的。

zuul:

  sensitive-headers: Cookie,Set-Cookie,Authorization

5.2忽略header

可以用zuul.ignoredHeaders属性丢弃一些header，例如：

zuul:

  ignored-headers: header1,header2

这样设置后，header1和header2就不会传播到其他微服务中。

5.3使用Zuul上传文件

对于小文件(1M以内)，无需处理即可上传，对于大文件(10M以上)上传，需要为上传路径添加/zuul前缀，也可以使用zuul.servlet-path自定义前缀。
1.创建一个Maven工程，microservice-file-upload，并添加以下依赖。

        <dependency>

            <groupId>org.springframework.boot</groupId>

            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>

        </dependency>

        <dependency>

            <groupId>org.springframework.boot</groupId>

            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>

        </dependency>

        <dependency>

            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>

            <artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>

        </dependency>

2.在启动类上添加注解@EnableEurekaClient，@SpringBootApplication
3.编写controller

/**
* @author ship
* @Description 文件上传
* @Date: 2018-07-24 09:43
*/
@Controller
public class FileUploadController {
@RequestMapping(value = "/upload",method = RequestMethod.POST)
public String upload(@RequestParam(value = "file",required = true) MultipartFile file)throws IOException{
File desFile = new File(file.getOriginalFilename());
FileCopyUtils.copy(file.getBytes(),desFile);
return desFile.getAbsolutePath();
}
}

4.配置文件application.yml

server:

  port: 8050

spring:

  application:

    name: microservice-file-upload

  http:

    multipart:

      max-file-size: 2000Mb   # 默认1M

      max-request-size: 2500Mb # 默认10M

eureka:

  client:

    service-url:

      defaultZone: http://localhost:8761/eureka/

  instance:

    prefer-ip-address: true

## 上传大文件将超时时间设置的长一些

hystrix.command.default.execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds: 6000

ribbon:

  ConnectTimeOut: 3000

  ReadTimeOut: 60000

测试过程省略，文中使用的springboot版本都是1.5.14.RELEASE。

5.4过滤器

Zuul的大部分功能都是通过过滤器实现的，定义了4种标准类型，分别是：
1.PRE：这种过滤器在请求被路由之前调用，常用于身份验证、记录调试信息等。
2.ROUTING：这种过滤器将请求路由到微服务。
3.POST：这种过滤器在路由到微服务后执行。
4.ERROR：在其他阶段发生错误时执行该过滤器。

下面编写一个简单的过滤器，来实现打印请求日志。
1.复制项目microservice-gateway-zuul改为microservice-gateway-zuul-filter
2.编写自定义的Zuul过滤器

/**

 * @author ship

 * @Description Zuul过滤器打印日志

 * @Date: 2018-07-23 14:33

 */

public class PreRequestLogFilter extends ZuulFilter {

    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(PreRequestLogFilter.class);

    @Override

    public String filterType() {

        //返回过滤器的类型，有pre,route,post,error等几种值

        return "pre";

    }

    @Override

    public int filterOrder() {

        return 1;

    }

    @Override

    public boolean shouldFilter() {

        return true;

    }

    @Override

    public Object run() throws ZuulException {

        RequestContext ctx = RequestContext.getCurrentContext();

        HttpServletRequest request = ctx.getRequest();

        log.info(String.format("send %s request to %s",request.getMethod(),request.getRequestURL().toString()));

        return null;

    }

}

3.修改启动类，添加以下内容。

    @Bean

    public PreRequestLogFilter preRequestLogFilter(){

        return new PreRequestLogFilter();

    }

测试先依次启动microservice-discovery-eureka，microservice-provider-user，microservice-gateway-zuul-filter，
再访问http://localhost:8040/microservice-provider-user/1,即可获得如下日志。
【SpringCloud构建微服务系列】微服务网关Zuul

六、Zuul的容错与回退

在SpringCloud中，Zuul默认已经整合了Hystrix(可自行测试Hystrix监控),下面说说如何实现回退。
为Zuul添加回退主要是实现FallbackProvider接口（ZuulFallbackProvider已经过时），并返回一个ClientHttpResponse对象，下面开始代码编写。
1.复制项目microservice-gateway-zuul更改为microservice-gateway-zuul-fallback
2.编写回退类。

/**

 * @author ship

 * @Description  在Edgware及更高版本，ZuulFallbackProvider已经过时。

 * @Date: 2018-07-23 13:07

 */

@Component

public class UserFallbackProvider implements FallbackProvider {

    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(UserFallbackProvider.class);

    @Override

    public ClientHttpResponse fallbackResponse(Throwable cause) {

        log.error("微服务回退原因："+cause.getMessage());

        return this.fallbackResponse();

    }

    @Override

    public String getRoute() {

        //表明为哪个微服务提供回退

        return "microservice-provider-user";

    }

    @Override

    public ClientHttpResponse fallbackResponse() {

        return new ClientHttpResponse() {

            @Override

            public HttpStatus getStatusCode() throws IOException {

                //fallback时的状态码

                return HttpStatus.OK;

            }

            @Override

            public int getRawStatusCode() throws IOException {

                //返回数字类型的状态码，本例返回的就是200

                return this.getStatusCode().value();

            }

            @Override

            public String getStatusText() throws IOException {

                return this.getStatusCode().getReasonPhrase();

            }

            @Override

            public void close() {

            }

            @Override

            public InputStream getBody() throws IOException {

                //响应体

                return new ByteArrayInputStream("用户微服务不可用，请稍后再试。".getBytes());

            }

            @Override

            public HttpHeaders getHeaders() {

                HttpHeaders headers = new HttpHeaders();

                MediaType mediaType = new MediaType("application","json", Charset.forName("UTF-8"));

                headers.setContentType(mediaType);

                return headers;

            }

        };

    }

}

当microservice-provider-user微服务无法正常响应时，可以在游览器看到用户微服务不可用，请稍后再试。

七、Zuul的高可用

7.1 Zuul客户端也注册到了Eureka Server上

这种情况下，只要将多个zuul节点注册到Eureka Server即可实现高可用。

7.2 Zuul客户端未注册到了Eureka Server上

假如Zuul客户端是一个手机app，我们可以借助一个负载均衡器实现Zuul的高可用，比如Nginx、HAProxy等。
【SpringCloud构建微服务系列】微服务网关Zuul

八、小结

关于微服务网关Zuul还有一些内容没有说，比如聚合微服务。代码全部提交在了我的github上，欢迎留言指教。

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