【springcloud】zuul 的概念和原理
一、zuul是什么
zuul 是netflix开源的一个API Gateway 服务器, 本质上是一个web servlet应用
二、zuul的工作原理
1、过滤器机制
zuul的核心是一系列的filters, 其作用可以类比Servlet框架的Filter,或者AOP。
zuul把Request route到 用户处理逻辑 的过程中,这些filter参与一些过滤处理,比如Authentication,Load Shedding等。
Zuul提供了一个框架,可以对过滤器进行动态的加载,编译,运行。
Zuul的过滤器之间没有直接的相互通信,他们之间通过一个RequestContext的静态类来进行数据传递的。RequestContext类中有ThreadLocal变量来记录每个Request所需要传递的数据。
Zuul的过滤器是由Groovy写成,这些过滤器文件被放在Zuul Server上的特定目录下面,Zuul会定期轮询这些目录,修改过的过滤器会动态的加载到Zuul Server中以便过滤请求使用。
下面有几种标准的过滤器类型:
Zuul大部分功能都是通过过滤器来实现的。Zuul中定义了四种标准过滤器类型,这些过滤器类型对应于请求的典型生命周期。
(1) PRE:这种过滤器在请求被路由之前调用。我们可利用这种过滤器实现身份验证、在集群中选择请求的微服务、记录调试信息等。
(2) ROUTING 务。这种过滤器用于构建发送给微服务的请求,并使用Apache HttpClient或Netfilx Ribbon请求微服务。
(3) POST:这种过滤器在路由到微服务以后执行。这种过滤器可用来为响应添加标准的HTTP Header、收集统计信息和指标、将响应从微服务发送给客户端等。
(4) ERROR:在其他阶段发生错误时执行该过滤器。
内置的特殊过滤器
zuul还提供了一类特殊的过滤器,分别为:StaticResponseFilter和SurgicalDebugFilter
StaticResponseFilter:StaticResponseFilter允许从Zuul本身生成响应,而不是将请求转发到源。
SurgicalDebugFilter:SurgicalDebugFilter允许将特定请求路由到分隔的调试集群或主机。
自定义的过滤器
除了默认的过滤器类型,Zuul还允许我们创建自定义的过滤器类型。
例如,我们可以定制一种STATIC类型的过滤器,直接在Zuul中生成响应,而不将请求转发到后端的微服务。
2、过滤器的生命周期
Zuul请求的生命周期如图,该图详细描述了各种类型的过滤器的执行顺序。
3、过滤器调度过程
在ZuulServlet类中
public void service(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse) throws ServletException, IOException {
try {
this.init((HttpServletRequest)servletRequest, (HttpServletResponse)servletResponse);
RequestContext context = RequestContext.getCurrentContext();
context.setZuulEngineRan();
try {
this.preRoute();
} catch (ZuulException var12) {
this.error(var12);
this.postRoute();
return;
}
try {
this.route();
} catch (ZuulException var13) {
this.error(var13);
this.postRoute();
return;
}
try {
this.postRoute();
} catch (ZuulException var11) {
this.error(var11);
}
} catch (Throwable var14) {
this.error(new ZuulException(var14, 500, "UNHANDLED_EXCEPTION_" + var14.getClass().getName()));
} finally {
RequestContext.getCurrentContext().unset();
}
}
三、zuul 能做什么?
Zuul可以通过加载动态过滤机制,从而实现以下各项功能:
- 验证与安全保障: 识别面向各类资源的验证要求并拒绝那些与要求不符的请求。
- 审查与监控: 在边缘位置追踪有意义数据及统计结果,从而为我们带来准确的生产状态结论。
- 动态路由: 以动态方式根据需要将请求路由至不同后端集群处。
- 压力测试: 逐渐增加指向集群的负载流量,从而计算性能水平。
- 负载分配: 为每一种负载类型分配对应容量,并弃用超出限定值的请求。
- 静态响应处理: 在边缘位置直接建立部分响应,从而避免其流入内部集群。
- 多区域弹性: 跨越AWS区域进行请求路由,旨在实现ELB使用多样化并保证边缘位置与使用者尽可能接近。
除此之外,Netflix公司还利用Zuul的功能通过金丝雀版本实现精确路由与压力测试。
四、zuul 与应用的集成方式
1、ZuulServlet - 处理请求(调度不同阶段的filters,处理异常等)
ZuulServlet
类似SpringMvc的DispatcherServlet
,所有的Request都要经过ZuulServlet
的处理
三个核心的方法preRoute()
,route()
, postRoute()
,zuul对request处理逻辑都在这三个方法里
ZuulServlet
交给ZuulRunner
去执行。
由于ZuulServlet
是单例,因此ZuulRunner
也仅有一个实例。
ZuulRunner
直接将执行逻辑交由FilterProcessor
处理,FilterProcessor
也是单例,其功能就是依据filterType执行filter的处理逻辑
FilterProcessor
对filter的处理逻辑。
- 首先根据Type获取所有输入该Type的filter,
List<ZuulFilter> list
。 - 遍历该list,执行每个filter的处理逻辑,
processZuulFilter(ZuulFilter filter)
-
RequestContext
对每个filter的执行状况进行记录,应该留意,此处的执行状态主要包括其执行时间、以及执行成功或者失败,如果执行失败则对异常封装后抛出。 - 到目前为止,zuul框架对每个filter的执行结果都没有太多的处理,它没有把上一filter的执行结果交由下一个将要执行的filter,仅仅是记录执行状态,如果执行失败抛出异常并终止执行。