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Spring Cloud Zuul网关 Filter、熔断、重试、高可用的使用方式
時間過的很快，寫springcloud(十)：服務網關zuul初級篇還在半年前，現在已經是2018年了，我們繼續探討Zuul更高級的使用方式。
上篇文章主要介紹了Zuul網關使用模式，以及自動轉發機制，但其實Zuul還有更多的應用場景，比如：鑒權、流量轉發、請求統計等等，這些功能都可以使用Zuul來實現。
Zuul的核心
Filter是Zuul的核心，用來實現對外服務的控制。Filter的生命周期有4個，分別是“PRE”、“ROUTING”、“POST”、“ERROR”，整個生命周期可以用下圖來表示。
Zuul大部分功能都是通過過濾器來實現的，這些過濾器類型對應于請求的典型生命周期。
- PRE：?這種過濾器在請求被路由之前調用。我們可利用這種過濾器實現身份驗證、在集群中選擇請求的微服務、記錄調試信息等。
- ROUTING：這種過濾器將請求路由到微服務。這種過濾器用于構建發送給微服務的請求，并使用Apache HttpClient或Netfilx Ribbon請求微服務。
- POST：這種過濾器在路由到微服務以后執行。這種過濾器可用來為響應添加標準的HTTP Header、收集統計信息和指標、將響應從微服務發送給客戶端等。
- ERROR：在其他階段發生錯誤時執行該過濾器。?
除了默認的過濾器類型，Zuul還允許我們創建自定義的過濾器類型。例如，我們可以定制一種STATIC類型的過濾器，直接在Zuul中生成響應，而不將請求轉發到后端的微服務。
Zuul中默認實現的Filter
| pre | -3 | ServletDetectionFilter | 標記處理Servlet的類型 |
| pre | -2 | Servlet30WrapperFilter | 包裝HttpServletRequest請求 |
| pre | -1 | FormBodyWrapperFilter | 包裝請求體 |
| route | 1 | DebugFilter | 標記調試標志 |
| route | 5 | PreDecorationFilter | 處理請求上下文供后續使用 |
| route | 10 | RibbonRoutingFilter | serviceId請求轉發 |
| route | 100 | SimpleHostRoutingFilter | url請求轉發 |
| route | 500 | SendForwardFilter | forward請求轉發 |
| post | 0 | SendErrorFilter | 處理有錯誤的請求響應 |
| post | 1000 | SendResponseFilter | 處理正常的請求響應 |
禁用指定的Filter
可以在application.yml中配置需要禁用的filter，格式：
zuul:FormBodyWrapperFilter:pre:disable: true- 1
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自定義Filter
實現自定義Filter，需要繼承ZuulFilter的類，并覆蓋其中的4個方法。
public class MyFilter extends ZuulFilter {@OverrideString filterType() {return "pre"; //定義filter的類型，有pre、route、post、error四種}@Overrideint filterOrder() {return 10; //定義filter的順序，數字越小表示順序越高，越先執行}@Overrideboolean shouldFilter() {return true; //表示是否需要執行該filter，true表示執行，false表示不執行}@OverrideObject run() {return null; //filter需要執行的具體操作} }- 1
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自定義Filter示例
我們假設有這樣一個場景，因為服務網關應對的是外部的所有請求，為了避免產生安全隱患，我們需要對請求做一定的限制，比如請求中含有Token便讓請求繼續往下走，如果請求不帶Token就直接返回并給出提示。
首先自定義一個Filter，在run()方法中驗證參數是否含有Token。
public class TokenFilter extends ZuulFilter {private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(TokenFilter.class);@Overridepublic String filterType() {return "pre"; // 可以在請求被路由之前調用}@Overridepublic int filterOrder() {return 0; // filter執行順序，通過數字指定 ,優先級為0，數字越大，優先級越低}@Overridepublic boolean shouldFilter() {return true;// 是否執行該過濾器，此處為true，說明需要過濾}@Overridepublic Object run() {RequestContext ctx = RequestContext.getCurrentContext();HttpServletRequest request = ctx.getRequest();logger.info("--->>> TokenFilter {},{}", request.getMethod(), request.getRequestURL().toString());String token = request.getParameter("token");// 獲取請求的參數if (StringUtils.isNotBlank(token)) {ctx.setSendZuulResponse(true); //對請求進行路由ctx.setResponseStatusCode(200);ctx.set("isSuccess", true);return null;} else {ctx.setSendZuulResponse(false); //不對其進行路由ctx.setResponseStatusCode(400);ctx.setResponseBody("token is empty");ctx.set("isSuccess", false);return null;}}}- 1
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將TokenFilter加入到請求攔截隊列，在啟動類中添加以下代碼：
@Bean public TokenFilter tokenFilter() {return new TokenFilter(); }- 1
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這樣就將我們自定義好的Filter加入到了請求攔截中。
測試
我們依次啟動示例項目：spring-cloud-eureka、spring-cloud-producer、spring-cloud-zuul，這個三個項目均為上一篇示例項目，spring-cloud-zuul稍微進行改造。
訪問地址：http://localhost:8888/spring-cloud-producer/hello?name=neo，返回：token is empty ，請求被攔截返回。?
訪問地址：http://localhost:8888/spring-cloud-producer/hello?name=neo&token=xx，返回：hello neo，this is first messge，說明請求正常響應。
通過上面這例子我們可以看出，我們可以使用“PRE”類型的Filter做很多的驗證工作，在實際使用中我們可以結合shiro、oauth2.0等技術去做鑒權、驗證。
路由熔斷
當我們的后端服務出現異常的時候，我們不希望將異常拋出給最外層，期望服務可以自動進行一降級。Zuul給我們提供了這樣的支持。當某個服務出現異常時，直接返回我們預設的信息。
我們通過自定義的fallback方法，并且將其指定給某個route來實現該route訪問出問題的熔斷處理。主要繼承ZuulFallbackProvider接口來實現，ZuulFallbackProvider默認有兩個方法，一個用來指明熔斷攔截哪個服務，一個定制返回內容。
public interface ZuulFallbackProvider {/*** The route this fallback will be used for.* @return The route the fallback will be used for.*/public String getRoute();/*** Provides a fallback response.* @return The fallback response.*/public ClientHttpResponse fallbackResponse(); }- 1
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實現類通過實現getRoute方法，告訴Zuul它是負責哪個route定義的熔斷。而fallbackResponse方法則是告訴 Zuul 斷路出現時，它會提供一個什么返回值來處理請求。
后來Spring又擴展了此類，豐富了返回方式，在返回的內容中添加了異常信息，因此最新版本建議直接繼承類FallbackProvider?。
我們以上面的spring-cloud-producer服務為例，定制它的熔斷返回內容。
@Component public class ProducerFallback implements FallbackProvider {private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(FallbackProvider.class);//指定要處理的 service。@Overridepublic String getRoute() {return "spring-cloud-producer";}public ClientHttpResponse fallbackResponse() {return new ClientHttpResponse() {@Overridepublic HttpStatus getStatusCode() throws IOException {return HttpStatus.OK;}@Overridepublic int getRawStatusCode() throws IOException {return 200;}@Overridepublic String getStatusText() throws IOException {return "OK";}@Overridepublic void close() {}@Overridepublic InputStream getBody() throws IOException {return new ByteArrayInputStream("The service is unavailable.".getBytes());}@Overridepublic HttpHeaders getHeaders() {HttpHeaders headers = new HttpHeaders();headers.setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON);return headers;}};}@Overridepublic ClientHttpResponse fallbackResponse(Throwable cause) {if (cause != null && cause.getCause() != null) {String reason = cause.getCause().getMessage();logger.info("Excption {}",reason);}return fallbackResponse();} }- 1
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當服務出現異常時，打印相關異常信息，并返回”The service is unavailable.”。
啟動項目spring-cloud-producer-2，這時候服務中心會有兩個spring-cloud-producer項目，我們重啟Zuul項目。再手動關閉spring-cloud-producer-2項目，多次訪問地址：http://localhost:8888/spring-cloud-producer/hello?name=neo&token=xx，會交替返回：
hello neo，this is first messge The service is unavailable. ...- 1
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根據返回結果可以看出：spring-cloud-producer-2項目已經啟用了熔斷，返回:The service is unavailable.
Zuul 目前只支持服務級別的熔斷，不支持具體到某個URL進行熔斷。
路由重試
有時候因為網絡或者其它原因，服務可能會暫時的不可用，這個時候我們希望可以再次對服務進行重試，Zuul也幫我們實現了此功能，需要結合Spring Retry 一起來實現。下面我們以上面的項目為例做演示。
添加Spring Retry依賴
首先在spring-cloud-zuul項目中添加Spring Retry依賴。
<dependency><groupId>org.springframework.retry</groupId><artifactId>spring-retry</artifactId> </dependency>- 1
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開啟Zuul Retry
再配置文件中配置啟用Zuul Retry
#是否開啟重試功能 zuul.retryable=true #對當前服務的重試次數 ribbon.MaxAutoRetries=2 #切換相同Server的次數 ribbon.MaxAutoRetriesNextServer=0- 1
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這樣我們就開啟了Zuul的重試功能。
測試
我們對spring-cloud-producer-2進行改造，在hello方法中添加定時，并且在請求的一開始打印參數。
@RequestMapping("/hello") public String index(@RequestParam String name) {logger.info("request two name is "+name);try{Thread.sleep(1000000);}catch ( Exception e){logger.error(" hello two error",e);}return "hello "+name+"，this is two messge"; }- 1
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重啟 spring-cloud-producer-2和spring-cloud-zuul項目。
訪問地址：http://localhost:8888/spring-cloud-producer/hello?name=neo&token=xx，當頁面返回：The service is unavailable.時查看項目spring-cloud-producer-2后臺日志如下：
2018-01-22 19:50:32.401 INFO 19488 --- [io-9001-exec-14] o.s.c.n.z.f.route.FallbackProvider : request two name is neo 2018-01-22 19:50:33.402 INFO 19488 --- [io-9001-exec-15] o.s.c.n.z.f.route.FallbackProvider : request two name is neo 2018-01-22 19:50:34.404 INFO 19488 --- [io-9001-exec-16] o.s.c.n.z.f.route.FallbackProvider : request two name is neo- 1
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說明進行了三次的請求，也就是進行了兩次的重試。這樣也就驗證了我們的配置信息，完成了Zuul的重試功能。
注意
開啟重試在某些情況下是有問題的，比如當壓力過大，一個實例停止響應時，路由將流量轉到另一個實例，很有可能導致最終所有的實例全被壓垮。說到底，斷路器的其中一個作用就是防止故障或者壓力擴散。用了retry，斷路器就只有在該服務的所有實例都無法運作的情況下才能起作用。這種時候，斷路器的形式更像是提供一種友好的錯誤信息，或者假裝服務正常運行的假象給使用者。
不用retry，僅使用負載均衡和熔斷，就必須考慮到是否能夠接受單個服務實例關閉和eureka刷新服務列表之間帶來的短時間的熔斷。如果可以接受，就無需使用retry。
Zuul高可用
我們實際使用Zuul的方式如上圖，不同的客戶端使用不同的負載將請求分發到后端的Zuul，Zuul在通過Eureka調用后端服務，最后對外輸出。因此為了保證Zuul的高可用性，前端可以同時啟動多個Zuul實例進行負載，在Zuul的前端使用Nginx或者F5進行負載轉發以達到高可用性。
示例代碼-github
示例代碼-碼云
參考：
Spring Cloud（七）服務網關 Zuul Filter 使用?
Spring Cloud技術分析（4）- spring cloud zuul?
Zuul 路由使用
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Spring Cloud Zuul网关 Filter、熔断、重试、高可用的使用方式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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