zuul 的概念和原理

  categories:资料  author:

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。

Zuul 在云平台上提供动态路由,监控,弹性,安全等边缘服务的框架。Zuul 相当于是设备和 Netflix 流应用的 Web 网站后端所有请求的前门。

zuul的例子可以参考 netflix 在github上的 simple webapp,可以按照netflix 在github wiki 上文档说明来进行使用。

微服务架构体系中,通常一个业务系统会有很多的微服务,比如:OrderService、ProductService、UserService…,为了让调用更简单,一般会在这些服务前端再封装一层,类似下面这样:

11

前面这一层俗称为“网关层”,其存在意义在于,将”1对N”问题 转换成了”1对1”问题,同时在请求到达真正的微服务之前,可以做一些预处理,比如:来源合法性检测,权限校验,反爬虫之类…

传统方式下,最土的办法,网关层可以人肉封装,类似以下示例代码:

LoginResult login(...){<br>   //TODO 预处理...
   return userService.login();//调用用户服务的登录方法 
}
Product queryProduct(...){<br>   //TODO 预处理...
  return productService.queryProduct();//调用产品服务的查询方法 
}
Order submitOrder(...){<br>   //TODO 预处理...
   return orderService.submitOrder();//调用订单服务的查询方法
}

这样做,当然能跑起来,但是维护量大,以后各个微服务增加了新方法,都需要在网关层手动增加相应的方法封装,而spring cloud 中的zuul很好的解决了这一问题,示意图如下:

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。

12

 

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:这种过滤器将请求路由到微服务。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。

13

3、过滤器调度过程33

 4、动态加载过滤器

35

36

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。

15

2、ContextLifeCycleFilter – RequestContext 的生命周期管理

ContextLifecycleFilter的核心功能是为了清除RequestContext; 请求上下文RequestContext通过ThreadLocal存储,需要在请求完成后删除该对象。

RequestContext提供了执行filter Pipeline所需要的Context,因为Servlet是单例多线程,这就要求RequestContext即要线程安全又要Request安全

context使用ThreadLocal保存,这样每个worker线程都有一个与其绑定的RequestContext,因为worker仅能同时处理一个Request,这就保证了Request Context 即是线程安全的由是Request安全的。

16

3、GuiceFilter – GOOLE-IOC(Guice是Google开发的一个轻量级,基于Java5(主要运用泛型与注释特性)的依赖注入框架(IOC)。Guice非常小而且快。)

17

4、StartServer – 初始化 zuul 各个组件 (ioc、插件、filters、数据库等)

18

5、FilterScriptManagerServlet –  uploading/downloading/managing scripts, 实现热部署

Filter源码文件放在zuul 服务特定的目录, zuul server会定期扫描目录下的文件的变化,动态的读取\编译\运行这些filter,

如果有Filter文件更新,源文件会被动态的读取,编译加载进入服务,接下来的Request处理就由这些新加入的filter处理。

20

21

来源: https://www.cnblogs.com/lexiaofei/p/7080257.html

有了sprint cloud的zuul,还有用nginx的必要么

nginx是做负载均衡请求转发,更多被用作负载均衡器使用的;

zuul是请求转发,一般用来做网关的。

zuul配合eureka来使用,zuul功能也很强大,nginx要做这些功能也是可以,但是需要各种脚本语言来支持,比如lua脚本等,但是zuul来说的话开发成本就低很多,懂spring就够了。

这块还会设计到一些分布式原子化问题,我都是一个坑一个坑踩过来的,有什么问题可以继续探讨,建议还是多了解一下spring cloud的核心思想,把整个分布式架构了解一下。

Nginx是一个高性能的HTTP和反向代理服务器,也是一个IMAP/POP3/SMTP服务器。Nginx是由Igor Sysoev为俄罗斯访问量第二的Rambler.ru站点开发的,供俄国大型的入口网站及搜索引擎Rambler使用。第一个公开版本0.1.0发布于2004年10月4日。

其将源代码以类BSD许可证的形式发布,因它的稳定性、丰富的功能集、示例配置文件和低系统资源的消耗而闻名。



快乐成长 每天进步一点点      京ICP备18032580号-1