Gateway--概述

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2021-08-27 19:13 208阅读 0赞

### Gateway ###

Cloud全家桶中有个很重要的组件就是网关，在1.x版本中都是采用Zuul网关。但是在2.x版本中，zuul的升级一直跳票，SpringCloud最后自己研发了一个网关代替Zuul，就是SpringCloud Gateway，gateway就是原zuul1.x版的替代。  
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Gateway是在Spring生态之上构建的API网关服务，基于Spring5，SpringBoot 2和Project Reactor等技术。Gateway旨在提供一种简单而有效的方式来对API进行路由，以及提供一些强大的过滤器功能，例如：熔断、限流、重试等。

SpringCloud Gateway作为SpringCloud生态系统中的网关，目标是替代Zuul，在SpringCloud2.0以上版本中，没有对新版本的Zuul2.0以上最高性能版本进行集成，任然还是使用Zuul1.x非Reactor模式的老版本。而为了提升网关的性能，SpringCloud Gateway是基于WebFlux框架实现的，而WebFlux框架底层则使用了高性能的Reactor模式通信框架Netty。

SpringCloud Gateway的目标提供同一的路由方式且基于Filter链的方式提供了网关基本的功能，例如：安全、监控/指标和限流。

**源码架构：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
**微服务架构中网关的位置：**  
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#### 为什么选择Gateway ####

*  **neflix不太靠谱，zuul2.0一直跳票，迟迟不发布**  
    一方面因为Zuul1.0已经进入了维护阶段，而且gateway是SpringCloud团队研发的，是亲儿子产品，值得信赖。Gateway是基于异步非阻塞模型上进行开发的，性能方面不需要担心。虽然Netflix早就发布了Zuul2.x，但是SpringCloud貌似没有整合计划。而且Netflix相关组件都宣布进入维护期，不知前景如何。

#### Gateway特性 ####

*  基于Spring Framework 5，Project Reactor 和 Spring Boot 2.0 进行构建；
 *  动态路由：能够匹配任何请求属性；
 *  可以对路由指定Predicate（断言）和Filter（过滤器）；
 *  集成Hystrix的断路器功能；
 *  集成Spring Cloud服务发现功能；
 *  易于编写的Predicate（断言）和Filter（过滤器）；
 *  请求限流功能；
 *  支持路径重写；

#### Gateway与Zuul的区别 ####

1.  Zuul1.x是一个基于阻塞I/O的API 网关
2.  Zuul1.x基于Servlet2.5使用阻塞架构，它不支持任何长连接（如WebSocket）Zuul的设计模式和Nginx比较相似，每次I/O操作都是从工作线程中选择一个执行，请求线程被阻塞到工作线程完成，但是差别是Nginx用C++实现，Zuul用Java实现，而JVM本身会有第一次加载较慢的情况，使得Zuul的性能较差
3.  Zuul2.x理念更加先进，想基于Netty非阻塞和支持长连接，但SpringCloud目前还没有整合。Zuul2.x的性能较Zuul1.x有很大提升。在性能方面，根据官网提供的基准测试，SpringCloud Gateway的RPS（每秒请求数）是Zuul的1.6倍。
4.  Spring Cloud Gateway建立在Spring Framewor5、Project Reactor和Spring Boot2之上，使用非阻塞API
5.  Spring Cloud Gateway 还支持WebSocket，并且与Spring紧密集成拥有更好的开发体验

#### Zuul1.x模型 ####

SpringCloud中所集成的Zuul版本，采用的是Tomcat容器，使用的是传统的Servlet IO处理模型。

servlet由servlet container进行生命周期管理。

*  container启动时构造servlet对象并调用servlet init()进行初始化；
 *  container运行时接受请求，并为每个请求分配一个线程（一般从线程池中获取空闲线程）然后调用service();
 *  container关闭时调用servlet destory()销毁servlet；

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**上述模式的缺点：**

servlet是一个简单的网络IO模型，当请求进入servlet container时，servlet container就会为其绑定一个线程，在并发不高的场景下这种模型是使用的。但是一旦高并发，线程数量就会上涨，而线程资源代价是昂贵的（上下文切换，内存消耗大）严重影响请求的处理时间。在一些简单业务场景下，不希望为每个request分配一个线程，只需要1个或几个线程就能应对极大并发的请求，这种业务场景下servlet模型没有优势。

所以Zuul1.x是基于Servlet之上的一个阻塞式处理模型，即Spring实现了处理所有request请求的servlet（DispatcherServlet）并由该servlet阻塞式处理。所以SpringCloud Zuul无法摆脱servlet模型的弊端。

#### Gateway模型 ####

传统的Web框架，比如说：struts2，springmvc等都是基于Servlet API与Servlet容器之上运行的。  
但是在Servlet3.1之后有了异步非阻塞的支持。而WebFlux是一个典型的非阻塞异步框架，它的核心是基于Reactor的相关API实现的。相对于传统的web框架来说，它可以运行在诸如Netty，Undertow及支持Servlet3.1的容器上。非阻塞+函数式编程（Spring5必须使用java8）。

Spring WebFlux是Spring 5.0引入的新的响应式框架，区别于SpringMVC，它不需要依赖Servlet API，它是完全异步非阻塞的，并且基于Reactor来实现响应式流规范。  
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