OCP开源项目：Spring Cloud Gateway模块中动态路由的实现
1.前言
本章将介绍OCP开源项目：Spring Cloud Gateway模块中动态路由的实现。
2. Spring Cloud Gateway
Spring Cloud Gateway旨在提供一种简单而有效的方式来路由到API，并为他们提供横切关注点，例如：安全性，监控/指标和弹性。
2.1 Spring Cloud Gateway特征
- 基于Spring Framework 5，Project Reactor和Spring Boot 2.0构建
- 能够匹配任何请求属性上的路由。
- 谓词和过滤器特定于路线。
- Hystrix断路器集成。
- Spring Cloud DiscoveryClient集成
- 易于编写谓词和过滤器
- 请求率限制
- 路径重写
2.2 项目实战
接下来，开始我们的 Spring Cloud Gateway 限流之旅吧！
2.2.1 Spring Cloud Gateway 限流
2.2.2 OCP子项目new-api-gateway
pom.xml
<!--基于 reactive stream 的redis --> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-data-redis-reactive</artifactId> </dependency> <!--spring cloud gateway 相关依赖--> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-webflux</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId> </dependency> 复制代码
2.2.3 配置HostName的规则限流
目前只对 user-center 用户中心进行限流
spring:
cloud:
gateway:
discovery:
locator:
lowerCaseServiceId: true
enabled: true
routes:
# =====================================
- id: api-eureka
uri: lb://eureka-server
order: 8000
predicates:
- Path=/api-eureka/**
filters:
- StripPrefix=1
- name: Hystrix
args:
name : default
fallbackUri: 'forward:/defaultfallback'
- id: api-user
uri: lb://user-center
order: 8001
predicates:
- Path=/api-user/**
filters:
- GwSwaggerHeaderFilter
- StripPrefix=1
- name: Hystrix
args:
name : default
fallbackUri: 'forward:/defaultfallback'
- name: RequestRateLimiter #对应 RequestRateLimiterGatewayFilterFactory
args:
redis-rate-limiter.replenishRate: 1 # 令牌桶的容积 放入令牌桶的容积每次一个
redis-rate-limiter.burstCapacity: 3 # 流速 每秒
key-resolver: "#{@ipAddressKeyResolver}" # SPEL表达式去的对应的bean
复制代码
2.2.4 新增配置类RequestRateLimiterConfig
配置类新建在 com.open.capacity.client.config 路径下
package com.open.capacity.client.config;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.ratelimit.KeyResolver;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import reactor.core.publisher.Mono;
/**
* 定义spring cloud gateway中的 key-resolver: "#{@ipAddressKeyResolver}" #SPEL表达式去的对应的bean
* ipAddressKeyResolver 要取bean的名字
*
*/
@Configuration
public class RequestRateLimiterConfig {
/**
* 根据 HostName 进行限流
* @return
*/
@Bean("ipAddressKeyResolver")
public KeyResolver ipAddressKeyResolver() {
return exchange -> Mono.just(exchange.getRequest().getRemoteAddress().getHostName());
}
/**
* 根据api接口来限流
* @return
*/
@Bean(name="apiKeyResolver")
public KeyResolver apiKeyResolver() {
return exchange -> Mono.just(exchange.getRequest().getPath().value());
}
/**
* 用户限流
* 使用这种方式限流，请求路径中必须携带userId参数。
* 提供第三种方式
* @return
*/
@Bean("userKeyResolver")
KeyResolver userKeyResolver() {
return exchange -> Mono.just(exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("userId"));
}
}
复制代码
2.2.5 压力测试
接下来配置东西弄完之后 我们开始进行压力测试，压力测试之前，由于new-api-gateway有全局拦截器 AccessFilter 的存在，如果不想进行登录就进行测试的。先把 "/api-auth/**" 的判断中的注释掉。接下来我们开用postman进行测试
@Override
public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
// TODO Auto-generated method stub
String accessToken = extractToken(exchange.getRequest());
if(pathMatcher.match("/**/v2/api-docs/**",exchange.getRequest().getPath().value())){
return chain.filter(exchange);
}
if(!pathMatcher.match("/api-auth/**",exchange.getRequest().getPath().value())){
// if (accessToken == null) {
// exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
// return exchange.getResponse().setComplete();
// }else{
// try {
// Map<String, Object> params = (Map<String, Object>) redisTemplate.opsForValue().get("token:" + accessToken) ;
// if(params.isEmpty()){
// exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
// return exchange.getResponse().setComplete();
// }
// } catch (Exception e) {
// exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
// return exchange.getResponse().setComplete();
// }
// }
}
return chain.filter(exchange);
}
复制代码
- 1.打开postman 选择Collections 点击新建按钮
-
2.点击新建的Collection 新建一个request
-
- 输入地址：127.0.0.1:9200/api-user/users-anon/login?username=admin
- 4.切换成Tests的tab下，选择右边 Status code is 200 选项，这里可以选择其他的方法，根据自己的api定义。
-
5.这里需要注意：操作完刚刚的数据，必须点击save进行保存，否则无法生效；
-
- 点击 Run，就可以查看结果，有五次成功，五次失败；限流成功返回429
在前一章，我们已经做了简单spring cloud gateway 介绍 和 限流，接下来，spring cloud gateway最重要的，也是最为关键的 动态路由 ，首先，API网关负责服务请求路由、组合及协议转换，客户端的所有请求都首先经过API网关，然后由它将匹配的请求路由到合适的微服务，是系统流量的入口，在实际生产环境中为了保证高可靠和高可用，尽量避免重启，如果有新的服务要上线时，可以通过动态路由配置功能上线。
3. Spring Cloud Gateway动态路由实现
首先，springcloudgateway配置路由有2种方式：
- yml配置文件
- 面向对象配置（代码方式配置）
3.1 yml配置
3.2 代码方式配置
3.3 路由初始化
srping cloud gateway网关启动时，路由信息默认会加载内存中，路由信息被封装到 RouteDefinition 对象中，
org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinition 复制代码
该类有的属性为 :
@NotEmpty private String id = UUID.randomUUID().toString(); //路由断言定义 @NotEmpty @Valid private List<PredicateDefinition> predicates = new ArrayList<>(); //路由过滤定义 @Valid private List<FilterDefinition> filters = new ArrayList<>(); //对应的URI @NotNull private URI uri; private int order = 0; 复制代码
一个RouteDefinition有个唯一的ID，如果不指定，就默认是UUID，多个RouteDefinition组成了gateway的路由系统，所有路由信息在系统启动时就被加载装配好了，并存到了内存里。
3.4 网关的自动配置
org.springframework.cloud.gateway.config.GatewayAutoConfiguration 复制代码
//RouteLocatorBuilder 采用代码的方式注入路由
@Bean
public RouteLocatorBuilder routeLocatorBuilder(ConfigurableApplicationContext context) {
return new RouteLocatorBuilder(context);
}
//PropertiesRouteDefinitionLocator 配置文件路由定义
@Bean
@ConditionalOnMissingBean
public PropertiesRouteDefinitionLocator propertiesRouteDefinitionLocator(GatewayProperties properties) {
return new PropertiesRouteDefinitionLocator(properties);
}
//InMemoryRouteDefinitionRepository 内存路由定义
@Bean
@ConditionalOnMissingBean(RouteDefinitionRepository.class)
public InMemoryRouteDefinitionRepository inMemoryRouteDefinitionRepository() {
return new InMemoryRouteDefinitionRepository();
}
//CompositeRouteDefinitionLocator 组合多种模式，为RouteDefinition统一入口
@Bean
@Primary
public RouteDefinitionLocator routeDefinitionLocator(List<RouteDefinitionLocator> routeDefinitionLocators) {
return new CompositeRouteDefinitionLocator(Flux.fromIterable(routeDefinitionLocators));
}
@Bean
public RouteLocator routeDefinitionRouteLocator(GatewayProperties properties,
List<GatewayFilterFactory> GatewayFilters,
List<RoutePredicateFactory> predicates,
RouteDefinitionLocator routeDefinitionLocator) {
return new RouteDefinitionRouteLocator(routeDefinitionLocator, predicates, GatewayFilters, properties);
}
//CachingRouteLocator 为RouteDefinition提供缓存功能
@Bean
@Primary
//TODO: property to disable composite?
public RouteLocator cachedCompositeRouteLocator(List<RouteLocator> routeLocators) {
return new CachingRouteLocator(new CompositeRouteLocator(Flux.fromIterable(routeLocators)));
}
复制代码
装配yml文件的，它返回的是PropertiesRouteDefinitionLocator，该类继承了RouteDefinitionLocator，RouteDefinitionLocator就是路由的装载器，里面只有一个方法，就是获取路由信息的。
org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinitionLocator 复制代码
RouteDefinitionLocator 类图如下：
子类功能描述：
- CachingRouteDefinitionLocator：RouteDefinitionLocator包装类， 缓存目标RouteDefinitionLocator 为routeDefinitions提供缓存功能
- CompositeRouteDefinitionLocator -RouteDefinitionLocator包装类，组合多种 RouteDefinitionLocator 的实现，为 routeDefinitions提供统一入口
- PropertiesRouteDefinitionLocator-从配置文件(GatewayProperties 例如，YML / Properties 等 ) 读取RouteDefinition
- RouteDefinitionRepository-从存储器( 例如，内存 / Redis / MySQL 等 )读取RouteDefinition
- DiscoveryClientRouteDefinitionLocator-从注册中心( 例如，Eureka / Consul / Zookeeper / Etcd 等
推荐参考文章： www.jianshu.com/p/b02c7495e…
3.5 编写动态路由
新建数据脚本，在 sql 目录下 02.oauth-center.sql
# # Structure for table "sys_gateway_routes" # DROP TABLE IF EXISTS sys_gateway_routes; CREATE TABLE sys_gateway_routes ( `id` char(32) NOT NULL COMMENT 'id', `uri` VARCHAR(100) NOT NULL COMMENT 'uri路径', `predicates` VARCHAR(1000) COMMENT '判定器', `filters` VARCHAR(1000) COMMENT '过滤器', `order` INT COMMENT '排序', `description` VARCHAR(500) COMMENT '描述', `delFlag` int(11) DEFAULT '0' COMMENT '删除标志 0 不删除 1 删除', `createTime` datetime NOT NULL, `updateTime` datetime NOT NULL, PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=38 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT '服务网关路由表'; 复制代码
/**
* 路由实体类
*/
public class GatewayRoutes {
private String id;
private String uri;
private String predicates;
private String filters;
private Integer order;
private String description;
private Integer delFlag;
private Date createTime;
private Date updateTime;
//省略getter，setter
}
复制代码
/**
* 路由的Service类
*/
@Service
public class DynamicRouteServiceImpl implements ApplicationEventPublisherAware, IDynamicRouteService {
/**
* 新增路由
*
* @param gatewayRouteDefinition
* @return
*/
@Override
public String add(GatewayRouteDefinition gatewayRouteDefinition) {
GatewayRoutes gatewayRoutes = transformToGatewayRoutes(gatewayRouteDefinition);
gatewayRoutes.setDelFlag(0);
gatewayRoutes.setCreateTime(new Date());
gatewayRoutes.setUpdateTime(new Date());
gatewayRoutesMapper.insertSelective(gatewayRoutes);
gatewayRouteDefinition.setId(gatewayRoutes.getId());
redisTemplate.opsForValue().set(GATEWAY_ROUTES_PREFIX + gatewayRouteDefinition.getId(), JSONObject.toJSONString(gatewayRouteDefinition));
return gatewayRoutes.getId();
}
/**
* 修改路由
*
* @param gatewayRouteDefinition
* @return
*/
@Override
public String update(GatewayRouteDefinition gatewayRouteDefinition) {
GatewayRoutes gatewayRoutes = transformToGatewayRoutes(gatewayRouteDefinition);
gatewayRoutes.setCreateTime(new Date());
gatewayRoutes.setUpdateTime(new Date());
gatewayRoutesMapper.updateByPrimaryKeySelective(gatewayRoutes);
redisTemplate.delete(GATEWAY_ROUTES_PREFIX + gatewayRouteDefinition.getId());
redisTemplate.opsForValue().set(GATEWAY_ROUTES_PREFIX + gatewayRouteDefinition.getId(), JSONObject.toJSONString(gatewayRouteDefinition));
return gatewayRouteDefinition.getId();
}
/**
* 删除路由
* @param id
* @return
*/
@Override
public String delete(String id) {
gatewayRoutesMapper.deleteByPrimaryKey(id);
redisTemplate.delete(GATEWAY_ROUTES_PREFIX + id);
return "success";
}
}
复制代码
/**
* 核心类
* getRouteDefinitions() 通过该方法获取到全部路由，每次有request过来请求的时候，都会往该方法过。
*
*/
@Component
public class RedisRouteDefinitionRepository implements RouteDefinitionRepository {
public static final String GATEWAY_ROUTES_PREFIX = "geteway_routes_";
@Autowired
private StringRedisTemplate redisTemplate;
private Set<RouteDefinition> routeDefinitions = new HashSet<>();
/**
* 获取全部路由
* @return
*/
@Override
public Flux<RouteDefinition> getRouteDefinitions() {
/**
* 从redis 中 获取 全部路由,因为保存在redis ,mysql 中 频繁读取mysql 有可能会带来不必要的问题
*/
Set<String> gatewayKeys = redisTemplate.keys(GATEWAY_ROUTES_PREFIX + "*");
if (!CollectionUtils.isEmpty(gatewayKeys)) {
List<String> gatewayRoutes = Optional.ofNullable(redisTemplate.opsForValue().multiGet(gatewayKeys)).orElse(Lists.newArrayList());
gatewayRoutes
.forEach(routeDefinition -> routeDefinitions.add(JSON.parseObject(routeDefinition, RouteDefinition.class)));
}
return Flux.fromIterable(routeDefinitions);
}
/**
* 添加路由方法
* @param route
* @return
*/
@Override
public Mono<Void> save(Mono<RouteDefinition> route) {
return route.flatMap(routeDefinition -> {
routeDefinitions.add( routeDefinition );
return Mono.empty();
});
}
/**
* 删除路由
* @param routeId
* @return
*/
@Override
public Mono<Void> delete(Mono<String> routeId) {
return routeId.flatMap(id -> {
List<RouteDefinition> collect = routeDefinitions.stream().filter(
routeDefinition -> StringUtils.equals(routeDefinition.getId(), id)
).collect(Collectors.toList());
routeDefinitions.removeAll(collect);
return Mono.empty();
});
}
}
复制代码
/**
* 编写Rest接口
*/
@RestController
@RequestMapping("/route")
public class RouteController {
@Autowired
private IDynamicRouteService dynamicRouteService;
//增加路由
@PostMapping("/add")
public Result add(@RequestBody GatewayRouteDefinition gatewayRouteDefinition) {
return Result.succeed(dynamicRouteService.add(gatewayRouteDefinition));
}
//更新路由
@PostMapping("/update")
public Result update(@RequestBody GatewayRouteDefinition gatewayRouteDefinition) {
return Result.succeed(dynamicRouteService.update(gatewayRouteDefinition));
}
//删除路由
@DeleteMapping("/{id}")
public Result delete(@PathVariable String id) {
return Result.succeed(dynamicRouteService.delete(id));
}
}
复制代码
3.6 测试编写的动态路由
GET localhost:9200/actuator/gateway/routes 复制代码
1.使用该接口，查看gateway下的全部路由，测试路由 /jd/* * 并没有找到
POST 127.0.0.1:9200/route/add 复制代码
参数由json格式构建 对应 com.open.capacity.client.dto.GatewayRouteDefinition 类
{
"id": "",
"uri": "lb://user-center",
"order": 1111,
"filters": [
{
"name": "StripPrefix",
"args": {
"_genkey_0": "1"
}
}
],
"predicates": [
{
"name": "Path",
"args": {
"_genkey_0": "/jd/**"
}
}
],
"description": "测试路由新增"
}
复制代码
添加成功，返回对应id，查看mysql，redis 都已经保存成功
在访问刚刚 获取全部路由的接口，发现我们的**/jd/****已经注册到我们的网关上
GET localhost:9200/jd/users-anon/login?username=admin 复制代码
这个时候，我们没有重启项目，依然可以访问我们自定义的路由，到此，我们已经完成了添加操作，后续的删除，更新，就是简单调用下API就完成！
划重点
以上来自开源项目 OCP : gitee.com/owenwangwen…
项目演示地址 http://59.110.164.254:8066/login.html 用户名/密码：admin/admin
项目监控 http://106.13.3.200:3000 用户名/密码：admin/1q2w3e4r
项目代码地址 gitee.com/owenwangwen…
群号:483725710（备注：Coder编程）欢迎大家加入~
文末
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