Spring Cloud(十):服务网关 Zuul(路由)【Finchley 版】

通过之前几篇 Spring Cloud 中几个核心组件的介绍,我们已经可以构建一个简略的微服务架构了,可能像下图这样:

我们使用 Spring Cloud Netflix 中的 Eureka 实现了服务注册中心以及服务注册与发现;而服务间通过 Ribbon 或 Feign 实现服务的消费以及均衡负载;通过 Spring Cloud Config 实现了应用多环境的外部化配置以及版本管理。为了使得服务集群更为健壮,使用 Hystrix 的融断机制来避免在微服务架构中个别服务出现异常时引起的故障蔓延。似乎一个微服务框架已经完成了。

我们还是少考虑了一个问题,外部的应用如何来访问内部各种各样的微服务呢?在微服务架构中,后端服务往往不直接开放给调用端,而是通过一个 API 网关根据请求的 URL,路由到相应的服务。当添加 API 网关后,在第三方调用端和服务提供方之间就创建了一面墙,这面墙直接与调用方通信进行权限控制,后将请求均衡分发给后台服务端。

为什么需要 API Gateway

1、简化客户端调用复杂度
在微服务架构模式下后端服务的实例数一般是动态的,对于客户端而言很难发现动态改变的服务实例的访问地址信息。因此在基于微服务的项目中为了简化前端的调用逻辑,通常会引入 API Gateway 作为轻量级网关,同时 API Gateway 中也会实现相关的认证逻辑从而简化内部服务之间相互调用的复杂度。

2、数据裁剪以及聚合
通常而言不同的客户端对于显示时对于数据的需求是不一致的,比如手机端或者 Web 端又或者在低延迟的网络环境或者高延迟的网络环境。

因此为了优化客户端的使用体验,API Gateway 可以对通用性的响应数据进行裁剪以适应不同客户端的使用需求。同时还可以将多个 API 调用逻辑进行聚合,从而减少客户端的请求数,优化客户端用户体验

3、多渠道支持
当然我们还可以针对不同的渠道和客户端提供不同的 API Gateway, 对于该模式的使用由另外一个大家熟知的方式叫 Backend for front-end, 在 Backend for front-end 模式当中,我们可以针对不同的客户端分别创建其 BFF,进一步了解 BFF 可以参考这篇文章:Pattern: Backends For Frontends

4、遗留系统的微服务化改造
对于系统而言进行微服务改造通常是由于原有的系统存在或多或少的问题,比如技术债务,代码质量,可维护性,可扩展性等等。API Gateway 的模式同样适用于这一类遗留系统的改造,通过微服务化的改造逐步实现对原有系统中的问题的修复,从而提升对于原有业务响应力的提升。通过引入抽象层,逐步使用新的实现替换旧的实现。

在 Spring Cloud 体系中, Spring Cloud Zuul 就是提供负载均衡、反向代理、权限认证的一个 API Gateway。

我们这篇说的Zuul是Zuul 1,实际上Netflix已经发布了Zuul 2,不过Spring好像并没有将Zuul 2整合到Spring Cloud生态中的意思,因为它自己做了一个Spring Cloud Gateway(估计是因为之前Zuul 2一直跳票导致等不及了吧)。关于Spring Cloud Gateway这个高性能的网关我们以后再说。

Spring Cloud Zuul

Spring Cloud Zuul 路由是微服务架构的不可或缺的一部分,提供动态路由、监控、弹性、安全等的边缘服务。Zuul 是 Netflix 出品的一个基于 JVM 路由和服务端的负载均衡器。

下面我们通过代码来了解 Zuul 是如何工作的

准备工作

在构建服务网关之前,我们先准备一下网关内部的微服务,可以直接使用前几篇编写的内容,比如:

  • eureka
  • producer
  • consumer

在启动了eureka、producer和consumer的实例之后,所有的准备工作就以就绪,下面我们来试试使用 Spring Cloud Zuul 来实现服务网关的功能。

首先创建一个基础的 Spring Boot 项目,命名为:api-gateway。

POM 配置

pom.xml中引入以下依赖

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<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-zuul</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>

配置文件

在配置文件 application.yml 中加入服务名、端口号、Eureka 注册中心的地址:

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spring:
application:
name: api-gateway
server:
port: 14000
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://localhost:7000/eureka/

启动类

使用@EnableZuulProxy注解开启 Zuul 的功能

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@EnableZuulProxy
@SpringBootApplication
public class ApiGatewayApplication {

public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(ApiGatewayApplication.class, args);
}
}

到这里,一个基于 Spring Cloud Zuul 服务网关就已经构建完毕。启动该应用,一个默认的服务网关就构建完毕了,同时能在Eureka里看到这个服务。

测试

由于 Spring Cloud Zuul 在整合了 Eureka 之后,具备默认的服务路由功能,即:当我们这里构建的api-gateway应用启动并注册到 Eureka 之后,服务网关会发现上面我们启动的两个服务producerconsumer,这时候 Zuul 就会创建两个路由规则。每个路由规则都包含两部分,一部分是外部请求的匹配规则,另一部分是路由的服务 ID。针对当前示例的情况,Zuul 会创建下面的两个路由规则:

  • 转发到producer服务的请求规则为:/producer/**
  • 转发到consumer服务的请求规则为:/consumer/**

最后,我们可以通过访问14000端口的服务网关来验证上述路由的正确性:

相关阅读

Spring Cloud(一):服务治理技术概览
Spring Cloud(二):服务注册与发现 Eureka
Spring Cloud(三):服务提供与调用 Eureka
Spring Cloud(四):服务容错保护 Hystrix
Spring Cloud(五):Hystrix 监控面板
Spring Cloud(六):Hystrix 监控数据聚合 Turbine
Spring Cloud(七):配置中心(Git版与动态刷新)
Spring Cloud(八):配置中心(服务化与高可用)
Spring Cloud(九):配置中心(消息总线)
Spring Cloud(十):服务网关 Zuul(路由)
Spring Cloud(十一):服务网关 Zuul(过滤器)
Spring Cloud(十二):分布式链路跟踪(Sleuth与Zipkin)

示例代码:GitHub

参考

Spring Cloud - Router and Filter: Zuul
springcloud(十):服务网关zuul初级篇
Spring Cloud构建微服务架构:服务网关(基础)【Dalston版】