详细分析SpringCloud Gateway的见解（通俗易懂）

本文主要是介绍详细分析SpringCloud Gateway的见解（通俗易懂），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1. 网关

网关大致分为流量网关（Traffic Gateway）和服务网关（Service Gateway），在微服务架构中扮演着不同的角色，尽管它们的功能有一定的重叠，但两者有着明显的区别

先说一点，SpringCloud Gateway属于服务网关，抛开这一章的介绍，先阐述下两者的差异

1.1 流量 | 服务

概念	作用	功能	例子
服务网关（Service Gateway）	位于微服务架构内部的组件，主要负责处理微服务之间的通信位于微服务架构的边缘，用于接收外部请求，并根据路由规则将请求转发到相应的微服务实例	实现了路由、负载均衡、安全认证、监控等功能，帮助微服务之间进行解耦和统一管理，提高系统的可用性和可扩展性	Spring Cloud Gateway、Netflix Zuul 等
流量网关（Traffic Gateway）	位于系统边缘的组件，主要负责处理系统的入口流量，并将流量路由到不同的后端服务或者目标位于系统的最前端，作为整个系统的入口点	实现了流量控制、协议转换、安全认证、监控等功能，帮助管理和控制系统的入口流量，并保护系统免受恶意攻击和不良流量的影响	NGINX、Kong、Envoy

对于流量网关推荐阅读：Nginx从入门到精通（全）
补充阅读：java框架零基础从入门到精通的学习路线附开源项目面经等（超全）

总的来说，两者的有一定的区别，但又有些差异

概念	位置	职责	关注点
服务网关（Service Gateway）	位于微服务架构内部，处理微服务之间的通信	负责微服务之间的路由、负载均衡等	更关注微服务架构内部的通信和管理
流量网关（Traffic Gateway）	位于系统边缘，处理系统的入口流量	负责流量控制、协议转换、安全认证等	更关注系统的入口流量和流量管理

1.2 服务

由于这篇文章的侧重点在于服务网关，此处在了解SpringCloud Gateway的基本知识前，先了解它的缘由

引入的缘由：

解耦和服务发现：微服务架构中存在大量的微服务实例，需要解耦客户端和具体的服务实例，引入服务网关可以隐藏底层服务的具体实现，提供统一的服务访问接口
复杂路由需求：随着系统的增长，服务之间的通信模式变得复杂，需要灵活的路由机制来处理不同的请求
安全性和监控需求：微服务架构中的每个服务都需要独立的安全性和监控机制，通过服务网关可以集中管理安全认证和监控功能，简化系统的管理和维护
统一管理和控制：通过服务网关可以统一管理和控制所有的服务请求，实现统一的访问控制、流量控制和日志记录，提高系统的可维护性和可管理性

总的来说：服务网关的引入是为了解决微服务架构中的一些共性问题，并提供统一的解决方案

详细说说服务网关的概念：

位于服务端点之前的服务器，系统的入口点，用于处理所有传入和传出的请求
充当前端服务与后端微服务之间的中介
接收外部请求，执行路由、负载均衡、安全认证、监控等操作，然后将请求转发到相应的微服务实例

对此引入服务网关带来的作用有很多：

路由(Routing)：将传入的请求路由到相应的微服务实例，根据请求的路径、主机、请求方法等进行匹配
负载均衡(Load Balancing)：分发请求到多个微服务实例，以实现负载均衡，提高系统的可用性和性能
安全认证(Security)：处理身份验证和授权，保护微服务免受未经授权的访问
监控与日志(Monitoring and Logging)：收集请求的指标和日志，用于监控系统的运行状态、追踪问题和进行分析
缓存(Caching)：缓存静态内容或频繁请求的数据，减少对后端服务的压力，提高响应速度
协议转换(Protocol Conversion)：将传入的请求从一种协议转换为另一种协议，如 HTTP 到 WebSocket 的转换
限流(Rate Limiting)：限制请求的速率，防止因流量过大而导致的系统崩溃或性能下降
降级(Degradation)：在系统资源不足或故障时，临时关闭某些功能或服务，以保证核心功能的可用性
统一接入(Unified Access)：提供统一的入口点，简化客户端与微服务之间的通信，降低耦合度

2. 基本知识

Spring Cloud Gateway 是一个构建在 Spring Framework 之上的 API 网关服务，它提供了一种简单而有效的方式来路由请求、执行过滤操作以及提供一些基本的流量管理功能

路由(Routing)：
灵活的方式来定义路由规则，将传入的请求映射到相应的目标服务
路由规则可以基于请求的路径、主机、请求方法、请求头等进行匹配
过滤(Filtering)：
对传入的请求或传出的响应进行修改或添加功能
过滤器可以用于鉴权、日志记录、请求/响应修改等场景
断路器(Circuit Breaker)：
集成 Hystrix 或者 Resilience4j 来实现断路器模式，以防止服务故障对整体系统的影响
负载均衡(Load Balancing)：
支持集成多种负载均衡策略
例如使用 Ribbon 或者自定义的负载均衡器，以在多个实例之间分发请求
动态路由(Dynamic Routing)：
通过使用 Spring Cloud DiscoveryClient，Spring Cloud Gateway 可以实现动态路由，从而实现服务的自动发现和注册
可插拔性(Pluggability)：
轻松地添加自定义的路由和过滤器，以满足特定的需求
集成(Spring Cloud Integration)：
提供了与其他 Spring Cloud 组件（如 Eureka、Config Server 等）的无缝集成
配置中心(Configurability)：
通过配置中心（例如 Spring Cloud Config Server）动态管理路由规则和过滤器的配置，从而实现更灵活的配置管理
监控与度量(Monitoring and Metrics)：
集成了 Actuator，可以方便地监控和收集关于网关的运行时数据，如请求处理时间、流量等指标
安全性(Security)：
提供了对安全机制的支持，可以通过 Spring Security 或者其他安全框架来保护网关和后端服务
性能优化(Performance Optimization)：
通过合理的配置和优化，Spring Cloud Gateway 可以实现高性能的请求转发和处理，满足高并发、低延迟的需求

3. 实战讲解

3.1 Demo1

配置 Spring Cloud Gateway 时，通常会涉及路由配置、过滤器配置、负载均衡配置等

下面展示一个简单的 Spring Cloud Gateway 的配置示例
（有两个微服务：service1 和 service2，它们的实例分别运行在 http://localhost:8081 和 http://localhost:8082 上）

在 Spring Boot 项目中引入相关的依赖，以使用 Spring Cloud Gateway

<dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>

在 application.yml 中配置 Spring Cloud Gateway：

spring:cloud:gateway:routes:- id: service1_route  # id：路由的唯一标识符，通常以微服务命名，指明这个服务做啥uri: http://localhost:8081  # uri：目标服务的地址predicates:- Path=/service1/**  # predicates：路由匹配规则，这里使用 Path 谓词，表示匹配请求的路径filters:- StripPrefix=1  # filters：过滤器配置，这里使用 StripPrefix 过滤器，表示去除请求路径中的前缀- id: service2_routeuri: http://localhost:8082predicates:- Path=/service2/**filters:- StripPrefix=1

以上配置实现了以下功能：

将 /service1/** 的请求转发到 http://localhost:8081，并去掉请求路径中的 /service1 前缀
将 /service2/** 的请求转发到 http://localhost:8082，并去掉请求路径中的 /service2 前缀

对应的配置项详细说明：

id：路由的唯一标识符，用于在配置文件中区分不同的路由规则
每个路由都需要一个唯一的id，以确保路由的唯一性
通常采用自定义的名称，以便在配置文件中更好地理解和管理
uri：请求最终被转发到的目标地址
这个地址可以是一个具体的URL，也可以是一个服务的逻辑名称，Spring Cloud Gateway 会根据配置进行服务的发现和路由
order：路由的优先级，用于确定路由的匹配顺序
数字越小，优先级越高，即在多个路由规则匹配的情况下，优先选择优先级高的路由
默认情况下，路由的优先级是根据它们在配置文件中的顺序来确定的
predicates：断言数组，用于定义匹配条件，确定哪些请求会被路由到指定的目标地址
断言函数根据请求的不同属性进行判断，例如路径、方法、主机等
如果断言函数返回true，则路由规则匹配成功
filters：过滤器数组，用于在请求传递过程中对请求进行一些修改或者添加功能
过滤器可以用于修改请求头、请求体，添加请求参数，实现安全认证，记录日志等功能，增强了网关的灵活性和扩展性

3.2 Demo2

根据上面的Demo1讲解，相信了解了不少，现在看如下的配置：（application.yaml）

# 配置网关
spring:cloud:gateway:routes:- id: user-serviceuri: lb://user-servicepredicates:- Path=/user/**  # 访问user路径转发用户服务- id: product-service # 此名称随意定义uri: lb://product-service #使用负载均衡,调用服务名,这是服务名predicates:- Path=/product/** # 访问product相关,转发到product服务# 静态资源对应的服务- id: static-serviceuri: lb://static-service #静态资源处理以及oss上传服务!predicates:- Path=/public/**- id: carousel-service  # 轮播图服务uri: lb://carousel-service #静态资源处理以及oss上传服务!predicates:- Path=/carousel/**- id: category-service  # 类别服务uri: lb://category-servicepredicates:- Path=/category/**- id: search-service  # 类别服务uri: lb://search-servicepredicates:- Path=/search/**- id: collect-service  # 收藏服务uri: lb://collect-servicepredicates:- Path=/collect/**- id: cart-service  # 购物车服务uri: lb://cart-servicepredicates:- Path=/cart/**- id: order-service  # 订单服务uri: lb://order-servicepredicates:- Path=/order/**- id: admin-service  # 订单服务uri: lb://admin-servicepredicates:- Path=/admin/**

在这个配置中，uri 值看起来比较奇怪，例如 lb://user-service、lb://product-service 等。这里的 lb 是 LoadBalancer 的简写，表示这是一个负载均衡的目标地址

在 Spring Cloud 中，服务发现和负载均衡是通过服务名称来进行的，而不是直接指定服务的实际地址
这样做的好处是，可以让微服务的实例动态地注册和注销，而网关不需要关心服务的具体地址，而是通过服务名称来进行查找和负载均衡

因此，lb://user-service 表示通过服务发现（通常是使用注册中心，如Eureka、Consul等）来查找名为 user-service 的微服务实例，并且负载均衡地将请求分发到这些实例之一
这样，无论 user-service 的实例在哪个地址，网关都可以找到它并转发请求

对应的bootstrap.yaml配置（结合Nacos），推荐阅读：Nacos基础版从入门到精通

server:port: 3000 # 前端默认访问端口号为3000servlet:context-path: / # 前端默认访问的根路径
spring:application:name: gateway-service  # 程序名就是服务名cloud:nacos:# 如果注册中心不在本机,需要移到本位置,否则一致查找本地:8848端口!server-addr: 127.0.0.1:8848 #注册中心