springcloudalibaba微服务架构图_Spring cloud

前言

在分布式微服务架构中，会将服务进行拆分，不同的服务负责各自的业务功能，拆分后也有一个问题？每一个服务都有自己的服务名、ip、端口等，服务越多数量越多时，这样怎么记忆这么多的URL呢？此外，一些公共性的功能（如认证、鉴权、服务流控等）需要重复在各子模块中自身实现，造成的代码冗余怎么办？？

如图，诞生了一个统一网关，它将所有子服务封装起来，外部请求服务时，由网关统一调配URL和转发各个请求到不同的微服务去，并且可以在网关层针对所有公共性的功能作统一的处理，避免冗余。

一、网关简介

网关介绍：

网关：流量请求的入口
功能：服务网关 = 路由转发+过滤器。
路由转发：接受一切外界的请求，转发到后端的微服务上去。
过滤器：在网关中可以完成一系列的横切功能，如权限校验，限流，及监控等。（其实路由转发也是个过滤器）

本案例项目中，网关的作用：

Smartcat-project 项目中，后台请求会先访问到API网关，然后网关通过注册中心实时感知各个微服务的状态及路由地址，最后准确地将请求路由到具体的服务中去处理。
如图：

既然网关作用这么大，我们该怎么实现它呢？就可以借用一下开源组件了。

第一代网关Zuul，阻塞式，不支持websockets长连接，是netflix公司项目。（底层是servlet，Zuul处理的是http请求）
第二代网关Gateway 是基于Netty，由Cloud官方提供，使用的是异步IO，非阻塞式，性能较Zuul提升1.6倍不止。

二、Gateway网关组件

注意：GateWay跟 Servlet 不兼容，不能打成war包，工程中不能出现Servlet的组件。

根据官方的原理图：

可知，网关原理大致如下：

请求到达网关后，先经过断言Predicate（主要用来判断一个参数是否符合要求）；
判断是否符合某个路由的规则？如果符合，则按规则路由到指定地址，如不符合，则退回请求；
请求和响应可以通过过滤器Filter进行配置，过滤I一些不正常的请求和异常返回。

使用gateway之后，客户端只需要记住一个gateway的地址即可，类似于java变量的作用，用来标识内存地址。不用记录地址，只需要记录变量名称，也好比学校的传达室，从此由他来传达请求。

三、项目集成gateway网关

由于geateway是一个相对独立的个体，而且作用和其安全性不言而喻，因此在我们当前的项目中，集成gateway网关，我们采用再建立一个单独的子模块，实现网关功能。

3.1.创建Gateway子模块

创建Gateway 微服务，取名smartcar-gateway，如下所示：

3.2.引入Gateway依赖

在其pom.xml中，引入Gateway依赖，与父类关联。

<parent> <groupId>com.smart.car.root</groupId> <artifactId>smartcar-project</artifactId> <version>0.0.1-SNAPSHOT</version> </parent> <!--引入gateway--> <dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId> </dependency>

注意：记得如果自动生成的项目中，存在web依赖，请删除掉。因为Gateway跟 Servlet 不兼容。（你知道为什么吗？）

3.3.在父类中聚合Gateway模块

在父类的pom.xml中，增加聚会服务的标识。

这样打包的时候，会起到聚合作用。

3.4.添加配置文件

Gateway网关的路由过滤器有两种配置方式：

1.在配置文件yml中配置
2.代码中注入RouteLocator的Bean（用编码的方式实现路由映射）

这种用编码方式实现gateway进行路由映射的配置方法，自行百度即可，具体不表述。但是有一点需要记住，这两种方式都是不支持动态配置的。（在本案例中，采用第一种配置方案）

将application.properties改为application.yml。

server: port: 8008 spring: application: name: samrtcar-geteway cloud: #gateway config gateway: discovery: locator: enabled: true #开启网关映射 lower-case-service-id: true #将请求路径上的服务名配置为小写 filters: #去掉path的前缀 - StripPrefix=1 #配置路由数组 routes: #member子服务 - id: member_service #自定义唯一名称-限流时用到 uri: http://localhost:8003 #映射提供服务的uri predicates: - Path= /member/** #断言，映射路径 # filters: #去掉前缀，视自身URL而定 # - StripPrefix=1 #路由实例 - id: route_baidu uri: http://www.baidu.com predicates: - Query= url,baidu

注意，写的是URI不是URL，你知道两者区别么？我们在配置中，指定当Path中含有member/路径时候，就会路由到localhost:8003的微服务去，也就是member项目的接口去。这样就实现了路由的转发。

参数说明：

StripPrefix=1，是去掉URL的前缀，如果你发现你访问地址老是404，请检查是否需要开启去前缀。
Predicates（断言）：一个Java 8的定义。作用：符合 Predicate 条件的，就使用该路由配置，否则就不管。（用来判断是否符合规范的）。

3.5.启动项目测试

启动member项目和gateway项目，访问URL。

目前有两种方式可以访问接口，一种是直接访问原服务的URL，一种是访问网关，网关再路由到对应服务URL去。

访问效果：

其次，只要当请求中包含 url=baidu的就会进行匹配和路由到baidu网站了。

测试效果:

上面这种做法是直接在配置文件中配置了路由地址，但是有个问题？到此，依然可以直接访问其目标服务的接口，那以后别人绕开网关直接访问URL怎么办？所以就不让直接请求具体的服务，请求都走网关，就是只开放网关的端口，其它微服务的端口都不对外开放-需要直接隐藏起来。

微服务开发，各种服务都是用nacos注册中心来统一管理的，nacos中通过服务名也有映射，那现在我们应该让 gateway 直接去 nacos 中发现服务，然后再自动转发到对应的服务去。

四、Gateway结合Nacos

4.1.引入Nacos组件

因common模块引入了nacos注册中心组件,所以我们可以直接引用common模块。

<!--引入公共工具微服务--> <dependency> <groupId>com.smart.car.common</groupId> <artifactId>smartcar-common</artifactId> <version>0.0.1-SNAPSHOT</version> <exclusions> <!--排出servlet容器--> <exclusion> <groupId>org.apache.tomcat.embed</groupId> <artifactId>tomcat-embed-core</artifactId> </exclusion> </exclusions> </dependency>

注意：Gateway跟 Servlet 不兼容，所以网关服务中不能出现spring-web类的依赖。（你知道为什么吗？）

4.2.添加开启nacos注解

启动类上添加开启nacos的@EnableDiscoveryClient注解

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

4.3.配置路由方式

在yml中配置nacos地址，还需要配置新的路由方式。

在gateway中配置uri配置有三种方式，包括

第一种：websocket方式: uri: ws://localhost:9000
第二种：http方式: uri: http://localhost:8130/
第三种：lb(注册中心中服务名字)方式: uri: lb://brilliance-consumer

其中ws和http方式不容易出错，因为http格式比较固定，但是lb方式比较灵活自由，且使用 uri: lb:// 方式配置时，服务名有特殊要求（见文末）。

lb: //后面的是其他服务注册在nacos上的名称，也就是spring.applicaiton.name属性。

我们采用lb的方式配置，如下：

server: port: 8008 spring: application: name: samrtcar-geteway cloud: #nacos config nacos: discovery: server-addr: 127.0.0.1:8848 register-enabled: true #gateway config gateway: discovery: locator: enabled: true #开启网关映射 lower-case-service-id: true #将请求路径上的服务名配置为小写 filters: #去掉path的前缀 - StripPrefix=1 #配置路由数组 routes: #member子服务 - id: member_route #自定义唯一名称 uri: lb://smartcar-member # 映射提供服务的uri predicates: - Path= /member/** #断言，映射路径 # filters: #去掉前缀，视URL而定 # - StripPrefix=1

当选择了nacos做服务的映射，则不需要考虑前缀问题，会自动处理。

4.4.测试lb路由方式

启动member8003和80013两个服务和gateway8008一个服务，如图：

然后查看naocs注册列表：

通过网关访问接口：http://localhost:8008/member//list ，

你会发现在，接口在轮询请求8003和8004端口的member服务，不光证明了可以通过网关调用服务，还证明了相同服务的负载均衡成功。

这样以后，前端直接访问网关，不必再关心子服务的服务名、服务端口，路由地址等情况，即使是我们修改了其他服务的端口号，也不影响前端的调用。

五、网关服务熔断

网关虽然仅仅是转发路由到对应服务，但是也是请求的入口处，如果对应的服务宕机了，请求就会一致堆积在网关处，为了不引起网关的阻塞，我们需要在网关处，配置熔断机制。

本实例降级方案，就采用hystrix来快速熔断吧。在前文中我说过，真正的业务开发上，很多都是多组件相互协助，并不是仅仅靠谁就可以独立完成。

5.1.采用hystrix快速熔断

因此，网关的熔断，我们用hystrix来快速完成工作。

1.引入hystrix依赖。

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

2.设置熔断超时时间设置

#hystrix超时时间，默认时间为1000ms hystrix: command: default: execution: isolation: thread: timeoutInMilliseconds: 2000

3.新增降级兜底方法

熔断后，会由gateway层提供一个快速失败的方法返回给请求的调用方，我们也可称为降级过滤器。

@Slf4j @RestController @RequestMapping("error") public class FallbackController { 
    @RequestMapping("/fallback") public ResponseResult<String> fallback() { 
    ResponseResult<String> result = new ResponseResult<>(); log.error("Invoke service failed..."); result.setCode(429); result.setMsg("对应的服务调用失败，快速熔断，进入fallback降级方法。"); return result; } }

4.配置指定的过滤器

并在yml配置文件中指向该降级过滤器

#member子服务 - id: member-service #自定义唯一名称-限流时用到 uri: lb://smartcar-member # 映射提供服务的uri predicates: - Path= /member/** #断言，映射路径 filters: #结合Hystrix对服务宕机做fallback机制（降级过滤器） - name: Hystrix args: name: fallback fallbackUri: forward:/error/fallback

还有一种情况，假如服务是暂时的不可用，发起重试之后又能调用正常返回结果，则可以设置重试次数，来确保服务的可用性，我们称为重试过滤器。

配置如下：

fallbackUri: forward:/error/fallback #重试次数（重试过滤器）（若两者都配置了，降级过滤器需要配在重试过滤器之前） - name: Retry args: #重试3次，加上初次访问，正确执行应当是4次访问 retries: 3 statuses: - OK methods: - GET - POST

这就需要你在对应的调用方法上，人为增加一个异常，才会触发。本案例不详说。

最终给出完整的yml内容：

server: port: 8008 servlet: context-path: /gateway #logback配置 logging: level: root: info #关闭nacos心跳日志 com.alibaba.nacos.client.*: WARN #org.springframework:cloud.gateway: debug file: name: ./tmp/gateway.log spring: application: name: samrtcar-geteway cloud: #nacos config nacos: discovery: server-addr: 127.0.0.1:8848 register-enabled: true #gateway config gateway: #开启网关映射 discovery: locator: enabled: true lower-case-service-id: true #将请求路径上的服务名配置为小写 filters: #去掉path的前缀，视自身URL而定 - StripPrefix=1 #配置路由数组 routes: #member子服务 - id: member-service #自定义唯一名称-限流时用到 uri: lb://smartcar-member # 映射提供服务的uri predicates: - Path= /member/** #断言，映射路径 filters: #结合Hystrix对服务宕机做fallback机制（降级过滤器） - name: Hystrix args: name: fallback fallbackUri: forward:/error/fallback #重试次数（重试过滤器）（若两者都配置了，位置不可变） - name: Retry args: #重试3次，加上初次访问，正确执行应当是4次访问 retries: 3 statuses: - OK methods: - GET - POST #points子服务 - id: points-service #自定义唯一名称-限流时用到 uri: lb://smartcar-points # 映射提供服务的uri predicates: - Path= /points/** #断言，映射路径 #hystrix超时时间，默认时间为1000ms hystrix: command: default: execution: isolation: thread: timeoutInMilliseconds: 2000

5.启动gateway项目，停掉member项目，让其宕机不可用，如果调用返回错误，或者超时的话，进入降级处理，如果调用成功，则返回结果。

这样，如果遇到服务宕机或者超时情况，gateway网关就不会再去请求该服务，会直接调用对应的fallback方法，实现快速响应。

六、网关服务限流

sentinel可以作为各微服务的限流，也可以作为gateway网关的限流组件。
虽然spring cloud gateway自带了限流功能，但此处用sentinel来作为替待，可以更好的管控。

SpringCloud Gateway原生限流，主要基于过滤器实现，我们可以直接使用内置的过滤器RequestRateLimiterGatewayFilterFactory。这里就不说了，因为大部分情况下，是不采用它的。

采用Sentinel服务限流

本段落介绍Spring Cloud Gateway集成Sentinel和Nacos实现网关的动态限流。

Sentinel从 1.6.0 版本之后，提供两种资源维度的限流：

Route 维度：即在 Spring 配置文件中配置的路由条目，资源名为对应的 routeId自定义
API 维度：用户可以利用 Sentinel 提供的 API 来自定义一些 API 分组。

1.引入依赖如下：

<!--集成sentinel持久化到nacos--> <dependency> <groupId>com.alibaba.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId> </dependency> <!--集成sentinel网关层限流start--> <dependency> <groupId>com.alibaba.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-alibaba-sentinel-gateway</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>com.alibaba.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId> </dependency> <!--sentinel限流规则持久化 --> <dependency> <groupId>com.alibaba.csp</groupId> <artifactId>sentinel-datasource-nacos</artifactId> </dependency> <!--集成sentinel网关层限流end-->

由于需要使用 nacos作为sentinel的配置中心，所以也引入了sentinel-datasource-nacos 引入nacos分布式配置后，必须在bootstrap.yml文件中声明，否则无法获取相应的数据。

2.新建bootstrap.yml：

#nacos配置中心 spring: cloud: nacos: config: server-addr: 127.0.0.1:8848

3.在application.yml文件中添加对应的sentinel与集成的功能

spring: cloud: sentinel: transport: dashboard: 10.0.10.48:8858 eager: true datasource: ds: nacos: server-addr: 10.0.10.48:8848 data-id: gateway-sentinel-flow group-id: DEFAULT_GROUP rule-type: gw-flow

这里主要是sentinel的相关配置，从nacos配置中心获取 gateway-sentinel-flow 配置文件，限流类型是网关类型gw-flow或者是flow。

参数说明如下：

data-id：可以使用了${spring.application.name}变量，方便区分不同应用的配置。
data-type：指配置项的内容格式，提供了 JSON 和 XML 两种格式，
rule-type：表示数据源中规则属于哪种类型，如 flow、degrade、param-flow、gw-flow 等。

4.编写简单的测试类

@Slf4j @RestController @RequestMapping("sentinel") public class SentinelTestController { 
    @PostMapping("flowTest") public String test() { 
    String dString = UUID.randomUUID().toString(); log.info("产生的结果是：{}",dString); return dString; } }

5.限流配置

前一篇，写了可以在nacos中配置流控规则，然后会自动同步到sentinel中去，因此我们也在试试效果。在nacos控制台中建立对应的配置文件smartcar-gateway-sentinel-nacos，格式为json格式，如下内容：

[ { 
    "resource": "member-service", //服务路由的名称 "limitApp": "default", "grade": 1, "count": 2, "strategy": 0, "controlBehavior": 0, "clusterMode": false }, { 
    "resource": "flowTest", //网关本地接口的名称 "limitApp": "default", "grade": 1, "count": 3, "strategy": 0, "controlBehavior": 0, "clusterMode": false } ]

网关限流规则，如图：

即使服务进行重启，nacos中的限流规则也不会再丢失。

6.配置完成以后启动网关项目，登录sentinel控制台，查看限流规则：

对应关系：

7.运行项目，测试限流结果，发起get请求：http://localhost:8008/member/list

当触发限流后页面显示的是Blocked by Sentinel: FlowException。
（这个原理是DefaultBlockRequestHandler，实现了BlockRequesthandler接口）

100个并发中，只要前两个成功，其它都被拦截，也可以直接在sentinel控制台中看到直观的监测结果：

关于在 Gateway 用 Sentinel还是 Hystrix 的问题？

在 Sentinel 控制台对网关模块进行具体的限流可视化配置，方式比较友好。
直接用 Gateway 内置的 RequestRateLimiter 跟 Hystrix 进行熔断配置比较方便快速。

其实两种可以搭配使用的，一个做限流的，一个做快速失败的，没有什么工具是全面的，懂得配合就好。

关于网关的限流或熔断更多的方式配置，可参考 sentinel下网关规则配置。

小总结：

网关的熔断降级：在分布式系统中，网关作为流量的入口，大量请求进入网关，向后端远程系统或服务发起调用，后端服务不可避免的会产生调用失败（超时或异常），失败时不能让请求堆积在网关上，需要快速失败并返回回去，这就需要在网关上做熔断、降级操作。

网关的限流：网关上有大量请求，对指定服务进行限流，可以很大程度上提高服务的可用性与稳定性，限流的目的是通过对并发访问/请求进行限速，或对一个时间窗口内的请求进行限速来保护系统。一旦达到限制速率则可以拒绝服务、排队或等待、降级操作。

七、自定义网关的响应异常

当触发限流后，接口显示的是 Blocked by Sentinel: FlowException。为了展示更加友好的限流提示， Sentinel支持自定义异常处理。同样，也有两种方案可以使用。

7.1.方案一：配置文件

properties、yml配置文件类

spring.cloud.sentinel.scg.fallback.mode = response spring.cloud.sentinel.scg.fallback.response-body = '{"code":429,"mes":"限流了"}'

或：

spring: cloud: sentinel: scg: fallback: mode: response response-body: '{"code":403,"msg":"不好意思，请稍后再试（您被限流了）"}'

7.2.方案二：配置类注入Bean

import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.gateway.sc.callback.BlockRequestHandler; import com.alibaba.csp.sentinel.adapter.gateway.sc.callback.GatewayCallbackManager; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.http.HttpStatus; import org.springframework.http.MediaType; import org.springframework.web.reactive.function.BodyInserters; import org.springframework.web.reactive.function.server.ServerResponse; import org.springframework.web.server.ServerWebExchange; import reactor.core.publisher.Mono; import javax.annotation.PostConstruct; import java.util.HashMap; @Configuration public class GatewayConfiguration { 
    //自定义限流异常页面 @PostConstruct public void initBlockHandlers(){ 
    BlockRequestHandler blockRequestHandler = new BlockRequestHandler() { 
    @Override public Mono<ServerResponse> handleRequest(ServerWebExchange serverWebExchange, Throwable throwable) { 
    Map map = new HashMap(); map.put("code",0); map.put("msg","被限流了"); return ServerResponse.status(HttpStatus.OK) .contentType(MediaType.APPLICATION_JSON) .body(BodyInserters.fromObject(map)); } }; GatewayCallbackManager.setBlockHandler(blockRequestHandler); } }

图示：

当触发流控规则后，就会达到自定义异常的效果了。（图片是后补的，没有user）

其实，有两种方式来实现网关这层的限流。

第一种：基于路由的限流，就是上述说写的。
第二种：基于 API 分组限流（基于路由配置）。这个留给读者去探索把

八、网关Cors跨域支持

系统架构基本是前、后端独立部署，到时候会直接引发一个问题：跨域请求。

前端通过网关入口，去调用其它微服务时，通常会出现如下错误:

Access to XMLHttpRequest at 'xxx' from origin 'xxx' has been been blocked by CORS policy

所以，必须要在网关层配置支持跨域，不然无法将请求路由到正确的处理节点，常见的有两种解决方式。

8.1第一种，代码方式

新增一个配置类配置

@Configuration public class CORSConfiguration { 
    @Bean public CorsWebFilter corsWebFilter() { 
    CorsConfiguration config = new CorsConfiguration(); config.setAllowCredentials(Boolean.TRUE); //config.addAllowedMethod("*"); config.addAllowedOrigin("*"); config.addAllowedHeader("*"); config.addExposedHeader("setToken"); UrlBasedCorsConfigurationSource source = new UrlBasedCorsConfigurationSource(new PathPatternParser()); source.registerCorsConfiguration("/**", config); return new CorsWebFilter(source); } }

8.2.第二种，注解方式

只需要在 application.yml 配置文件中添加：

spring: cloud: gateway: globalcors: cors-configurations: '[/**]': allowedHeaders: "*" allowedOrigins: "*" allowedMethods: - GET - POST - PUT - DELETE - OPTION

（最简单的方式。本文也是采用的这种。）

就注意几点：

既在网关里边来解决跨域问题，就不能在后面的其他服务里边，再重复引入解决跨域的配置，否则会导致跨域失效，出现错误。
若要求跨域请求必须携带cookie时，则请求头中需要设置”Access-Control-Allow-Credentials:true” 这个属性。
allowedOrigins(“*”) 中的 *号，不能和allowCredentials(true) 同时存在。

好了，到这里，本章节就讲完了，关于Gateway网关，还是有很多值得单独去学习的地方，希望读者朋友们，可以自行多学习和大胆尝试。

小课堂

1.启动网关报错：Failed to configure a DataSource: ‘url’ attribute is not specified and no embedded datasource could be configured.

那是因为我们的common包中包含了mysql依赖，但是你又没在yml指定mysql的连接信息。因为我们网关不需要配置，只需要在启动类上声明一下即可：

@SpringBootApplication(exclude= { 
   DataSourceAutoConfiguration.class})

2.uri为什么前面要加lb:呢？

spring: cloud: gateway: routes: #路由配置 uri: lb://provider #目标路径

因为在org.springframework.cloud.gateway.discovery.DiscoveryLocatorProperties类中限制了前缀。

注意，它有2个特殊要求：

1.能被gateway的lb方式识别到的命名规则为：
```
"[a-zA-Z]([a-zA-Z]|\\d|\\+|\\.|-)*:.*" 
```
这也意味着，java命名规范中可以使用的英文下划线（“_”），在这里会不能识别。
你会见到这样的报错异常信息：
```
java.lang.IllegalStateException: Invalid host: lb://brilliance_consumer 
```
2.lb方式用的是注册中心，只要你的服务能注册到同一个注册中心，就没问题，不在同一个注册中心，无法调通。 要求gateway和其他微服务在一个注册中心中。

3.在nacos + gateway的基础上，如何实现负载平衡？关掉其中一个provider，立即通过gateway进行轮询，发现gateway仍然会call已经down掉的provider，导致查询失败。但在大约5秒后，轮询恢复正常，不再call已经挂掉的prodiver，这个现象是为什么？

因为gateway call provider流程是：请求会先经过网关，网关根据nacos注册中心获取服务地址，但nacos心跳机制默认每5秒钟检查一次provider是否正常？当服务挂掉时，nacos还未更新，导致gateway仍然去轮询挂掉的服务。因此就会出现上面现象。

4.什么是Api分组？作用是什么？

API 分组：比如我们可以定义一个 API 叫 my_api，请求 path 模式为 /A/ 和 /B/ 的都归到 my_api 这个 API 分组下面，对这个api进行限流，就对A和B接口路径都限流了。（如果想让两个路由共用一个限流规则，就可以用这个方式）

ps: 最后说两点小常识：

1.网关的核心概念就是路由配置和路由规则，且作为所有请求流量的入口，在实际生产环境中要保证高可靠和高可用，尽量要避免重启，所以实现动态路由是非常有必要的；

2.Api网关结合ribbon完成负载均衡和动态路由，还是比较复杂的，我不建议刚入门的朋友学习，所以不写在本教程中了。将会单独写成博客，感兴趣的朋友单独搜索即可。

（内容看来有点多，后期我将考虑拆分多章节来讲吧，如果效果不好的话，有什么意见请评论区踊跃提出~）

今天的文章
springcloudalibaba微服务架构图_Spring cloud分享到此就结束了，感谢您的阅读。

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