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白话SpringCloud | 第十章:路由网关(Zuul)进阶:过滤器、异常处理

2018.10.17 10:05 1800浏览

前言

简单介绍了关于Zuul的一些简单使用以及一些路由规则的简单说明。而对于一个统一网关而言,需要处理各种各类的请求,对不同的url进行拦截,或者对调用服务的异常进行二次处理等等。今天,我们就来了解下这方面的相关知识点。

一点知识

开始实践前,我们先来了解下Zuul默认的过滤器(注意,这里讲解的Zuul都是1.X版本的)。上一章节,也提到了Zuul的核心就是一系列过滤器。现在我们来看看Zuul的过滤器相关信息。

过滤器的定义

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。

  • PRE:可以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。
  • ROUTING:在路由请求时候被调用。这种过滤器用于构建发送给微服务的请求,并使用Apache HttpClientNetfilx Ribbon请求微服务。
  • POST:在routingerror过滤器之后被调用。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。
  • ERROR:处理请求时发生错误时被调用。

现在看下官网wiki提供的四种过滤器的生命周期图。

zuul请求生命周期

一个请求会先按顺序通过所有的前置过滤器,之后在路由过滤器中转发给后端应用,得到响应后又会通过所有的后置过滤器,最后响应给客户端。在整个流程中如果发生了异常则会跳转到错误过滤器中。

一般来说,如果需要在请求到达后端应用前就进行处理的话,会选择pre(前置过滤器),例如鉴权、请求转发、增加请求参数等行为。在请求完成后需要处理的操作放在(post)后置过滤器中完成,例如统计返回值和调用时间、记录日志、增加跨域头等行为。路由过滤器一般只需要选择 Zuul 中内置的即可,错误过滤器一般只需要一个,这样可以在遇到错误逻辑时直接抛出异常中断流程,并直接统一处理返回结果

说下error过滤器:prerouting的任意一个阶段如果抛异常了,则执行error过滤器,然后再执行post给出响应。而post异常了,就直接调用error了。

过滤器接口定义

知道了过滤器的定义,我们看看过滤器是怎么被定义的。查看类com.netflix.zuul.ZuulFilter类,可知其个抽象类:
以下为需要实现的方法,其他具体的可自行查阅下

//过滤器类型
String filterType();
//执行顺序 越小越先执行
int  filterOrder();
//是否执行 返回false 不执行此过滤器
boolean  shouldFilter();
//过滤器执行逻辑
Object run();

具体说明下:

  • filterType:该函数需要返回一个字符串来代表过滤器的类型,而这个类型就是在HTTP请求过程中定义的各个阶段。在Zuul中默认定义了四种不同生命周期的过滤器类型,具体如下:
    • pre:可以在请求被路由之前调用。
    • routing:在路由请求时候被调用。
    • post:在routing和error过滤器之后被调用。
    • error:处理请求时发生错误时被调用。
  • filterOrder:通过int值来定义过滤器的执行顺序,数值越小优先级越高。
  • shouldFilter:返回一个boolean类型来判断该过滤器是否要执行。我们可以通过此方法来指定过滤器的有效范围。
  • run:过滤器的具体逻辑。在该函数中,我们可以实现自定义的过滤逻辑,来确定是否要拦截当前的请求,不对其进行后续的路由,或是在请求路由返回结果之后,对处理结果做一些加工等。

所以,了解了过滤器抽象类的定义,自定义抽象类就简单了。

zuul自带过滤器

通过IDE我们来看下已经实现ZuulFilter的过滤器类。具体的类在:

看看已经提供的过滤器:

自带的filter

可以看见,Spring cloud zuul提供了很多过滤器,基本上就开箱即用了。简单说明下:

类型 顺序 过滤器 功能
pre -3 ServletDetectionFilter 标记处理Servlet的类型
pre -2 Servlet30WrapperFilter 包装HttpServletRequest请求
pre -1 FormBodyWrapperFilter 包装请求体
pre 1 DebugFilter 标记调试标志
pre 5 PreDecorationFilter 处理请求上下文供后续使用
route 10 RibbonRoutingFilter serviceId请求转发
route 100 SimpleHostRoutingFilter url请求转发
route 500 SendForwardFilter forward请求转发
error 0 SendErrorFilter 处理有错误的请求响应
post 1000 SendResponseFilter 处理正常的请求响应

禁用过滤器

组件实现的过滤器,满足执行条件时都是会执行的,若我们想禁用某个过滤器时,可以在配置文件中配置。
规则:zuul.<SimpleClassName>.<filterType>.disable=true
说明:SimpleClassName类名filterType过滤器类型

#禁用DebugFilter过滤器
zuul.DebugFilter.pre.disable=true

Zuul进阶示例

为了区分不混淆,创建一个新的项目进行示例:spring-cloud-zuul-advanced
对于通用部分,如pom依赖等都是和项目spring-cloud-zuul一样的,不一样的会具体指出的。大家可查看《第九章:路由网关(Zuul)的使用》,这里就不重复贴了。

自定义filter

通过以上几个小节的说明,我们通过继承ZuulFilter类进行自定义过滤器的编写。这里直接校验请求的参数是否带有token,若无此参数时,直接进行请求拦截。

/**
 * 自定义过滤器-校验请求参数是否合法:包含token参数
 * @author oKong
 *
 */
@Slf4j
public class AccessZuulFilter extends ZuulFilter{

    @Override
    public boolean shouldFilter() {
        //此方法可以根据请求的url进行判断是否需要拦截
        return true;
    }

    @Override
    public Object run() throws ZuulException {
        //获取请求的上下文类 注意是:com.netflix.zuul.context包下的
        RequestContext ctx = RequestContext.getCurrentContext();
        //获取request对象
        HttpServletRequest request = ctx.getRequest();
        //避免中文乱码
        ctx.addZuulResponseHeader("Content-type", "text/json;charset=UTF-8");
        ctx.getResponse().setCharacterEncoding("UTF-8");
        //打印日志
        log.info("请求方式:{},地址:{}", request.getMethod(),request.getRequestURI());
        String token = request.getParameter("token");
        if(StringUtils.isBlank(token)) {
            //使其不进行转发 自定义route类型时,在shouldFilter中也需要进行此参数判断。
           ctx.setSendZuulResponse(false);
           ctx.setResponseBody("{\"code\":\"999500\",\"msg\":\"非法访问"}");
           ctx.setResponseStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED.value());//401
           //或者添加一个额外参数也可以 传递参数可以使用
//           ctx.set("checkAuth",false);
        }
        //这返回值没啥用 
        return null;
    }

    @Override
    public String filterType() {
        //前置过滤器
        return PRE_TYPE;
    }

    @Override
    public int filterOrder() {
        //执行顺序  0 靠前执行 在spring cloud zuul提供的pre过滤器之后执行,默认的是小于0的。    
        //除了参数校验类的过滤器 一般上直接放在 PreDecoration前
        //即:PRE_DECORATION_FILTER_ORDER - 1;
        //常量类都在:org.springframework.cloud.netflix.zuul.filters.support.FilterConstants 下
        return 0;
    }

}

同时在启动类中使用@Bean标记,使其生效。

    @Bean
    public AccessZuulFilter accessZuulFilter() {
        return new AccessZuulFilter();
    }

注意:Spring cloud为我们提供了常量类:

org.springframework.cloud.netflix.zuul.filters.support.FilterConstants静态引入对于的常量即可。里面包含了各过滤器的执行顺序值、过滤器类型常量以及一些头部参数或者变量参数名:请求服务ID请求URI等。这些参数都是很有用的,比如请求服务ID,若为空,则直接使用SimpleHostRoutingFilter进行请求转发,否则是RibbonRoutingFilter进行服务转发。这些变量都是通过PreDecorationFilter前置过滤器进行赋值处理的。

启动应用,访问:http://127.0.0.1:8889/myapi/hello?name=oKong 可以看见,请求被拦截了,返回了非法访问提示。

未带token

接着,我们请求参数带上tokenhttp://127.0.0.1:8889/myapi/hello?name=oKong&token=okong ,可以看见请求被正常转发了。

异常处理

从目前的文件中,我们可以知晓:目前可以通过serviceIdurl进行请求转发,根据PreDecorationFilter前置过滤器鉴别不同的类型,最后通过ribbon或者常规的http访问目标服务。在访问目标服务,发生异常是在正常不过的了。从第一小节我们可以获悉,当过滤器发生异常时,会调用error过滤器进行异常信息处理,默认情况下就是:SendErrorFilter。首先,我们看看,默认情况下,以上两种异常是如何进行异常信息展现的。

首先,我们spring-cloud-eureka-client服务停止了,之后访问下:http://127.0.0.1:8889/eureka/hello?name=oKong&token=okong ,可以看见返回的就是正常boot默认异常,即:/error页面。

error

接着,访问下:http://127.0.0.1:8889/myapi/hello?name=oKong&token=okong ,相同的都是跳转至/error页面。

error

可以发现,第二种错误信息更加直观也更有用,可以获悉是服务不可用造成的。

现在,我们来看看,SendErrorFilter类的run方法。

sendErrorFilter

可以获悉,其主要的生效条件是包含异常对象:throwable ,而第二个条件只是为了避免二次执行。为了了解下其调用关系,我们查看下com.netflix.zuul.http.ZuulServlet类的service方法,这个类它定义了Zuul处理外部请求过程时,各个类型过滤器的执行逻辑。

ZuulServlet类service方法

以上截图了此类的service方法,可以看见,每调用一个过滤器类型时,外部都是用try..catch包裹了,异常发生时都调用了error方法,现在我们看看error()方法。

error方法

可以看见,当一个触发器发生异常时,统一设置了异常对象throwable,而后去调用error类型的过滤器。

针对网关自己的api接口时,和普通的web应用是一样的了。也是跳转至/error上,此时可以使用@ControllerAdvice进行统一异常处理。关于统一异常的处理,可以查看《SpringBoot | 第八章:统一异常、数据校验处理》,这里就不阐述了。

服务异常回退

通过前一章节,我们值得可以通过注册中心的服务ID进行自动转发,当远程服务不可用时,我们可以通过Hystrix进行服务回退处理。官网文档也说明了,只需实现FallbackProvider接口类即可。

Providing Hystrix Fallbacks For Routes

创建一个服务eureka-client的异常回退类:myEurekaClientFallback

/**
 * 服务 eureka-client 的异常退回处理类
 * @author oKong
 
 */
public class MyEurekaClientFallback implements FallbackProvider {

    @Override
    public String getRoute() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return "eureka-client";
    }

    @Override
    public ClientHttpResponse fallbackResponse(String route, Throwable cause) {
        //标记不同的异常为不同的http状态值
        if (cause instanceof HystrixTimeoutException) {
            return response(HttpStatus.GATEWAY_TIMEOUT);
        } else {
            //可继续添加自定义异常类
            return response(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR);
        }
    }
    //处理
    private ClientHttpResponse response(final HttpStatus status) {
        return new ClientHttpResponse() {
            @Override
            public HttpStatus getStatusCode() throws IOException {
                return status;
            }

            @Override
            public int getRawStatusCode() throws IOException {
                return status.value();
            }

            @Override
            public String getStatusText() throws IOException {
                return status.getReasonPhrase();
            }

            @Override
            public void close() {
            }

            @Override
            public InputStream getBody() throws IOException {
                //可替换成相应的json串的 看业务规定了
                return new ByteArrayInputStream("{\"code\":\"999999\",\"msg\":\"服务暂时不可用"}".getBytes());
            }

            @Override
            public HttpHeaders getHeaders() {
                HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
                headers.setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON);
                return headers;
            }
        };
    }
}

同时在启动类中使用@Bean标记,使其生效。

    @Bean
    public MyEurekaClientFallback eurekaClientFallback() {
        return new MyEurekaClientFallback();
    }

此时,我们停止spring-cloud-eureka-client服务,访问:http://127.0.0.1:8889/eureka/hello?name=oKong&token=okong ,可以看见看见已经正确返回错误信息了。

服务回退

另外,需要细化异常的,可对fallbackResponseThrowable进行异常判断的,以获取具体的异常信息,如超时、处理异常等等。而且,设置了服务回退,此时对于route过滤器而言是正常调用,未发生异常,所以也就不会调用error过滤器了。

常规http请求异常

当使用Ribbon进行服务调用时,我们可以使用FallbackProvider进行调用,而当我们常规的使用url进行转发时,我们也应该进行异常结果处理,以保持返回值一致。已经知道,发生异常时,会调用SendErrorFilter异常过滤器,对异常经常处理,同时重定向至/error中,所以,一般上我们可以自定义ErrorController类或者参照SendErrorFilter进行二次开发,对返回值进行个性化处理即可。这里简单演示下通过自定义异常过滤器进行异常处理。

/**
 * 自定义异常类 过滤器 直接扩展 SendErrorFilter 类
 * @author oKong
 *
 */
@Slf4j
public class CustomErrorFilter extends SendErrorFilter{

    @Override
    public Object run() {
        //重写 run方法        
        try{
            RequestContext ctx = RequestContext.getCurrentContext();
            //直接复用异常处理类
            ExceptionHolder exception = findZuulException(ctx.getThrowable());
            log.info("异常信息:{}", exception.getThrowable());
            //这里可对不同异常返回不同的错误码
            HttpServletResponse response = ctx.getResponse();
            response.getOutputStream().write(("{\"code\":\"999999\",\"msg\":\"" + exception.getErrorCause() + "\"}").getBytes());
                 
        }catch (Exception ex) {
            ReflectionUtils.rethrowRuntimeException(ex);
        }
        return null;
    }

}

同时,禁用SendErrorFilter过滤器。

## 停用默认的异常处理器SendErrorFilter
zuul.SendErrorFilter.error.disable=true

在启动类,使用@Bean生效自定义过滤器。

    @Bean
    @ConditionalOnProperty(name="zuul.SendErrorFilter.error.disable")
    public CustomErrorFilter customErrorFilter() {
        return new CustomErrorFilter();
    }

重启应用,访问:http://127.0.0.1:8889/myapi/hello?name=oKong&token=okong ,可以看见已经是按自定义返回值返回了。

error

另外注意的是,前面也有提到,当访问不存在的路径或者转发路径时,依旧是普通的异常,可通过统一异常进行拦截,返回值拼装的。

参考资料

总结

本章节主要介绍了关于Zuul过滤器和相关异常处理的相关知识点。可能还是存在不完整的情况,大家在遇见相关问题时,可查阅下官方文档的。Zuul本身还有一些其他的高级功能的,本人也用的不多,相关配置也是看了官方文档时才知道如何配置和使用的。所以,不知道相关配置时,可以去查阅下相关文档,比如一些忽略头部信息、忽略服务等等配置,都未涉及。主要还是用的不多。。原来我们都是自建一个restful服务进行统一网关调用的,当频繁修改api时此方法就有点麻烦需要多次变动了。主要看业务需求吧,这东西可大可小的。最简单当然创建个简单的web就行了,而当需要实现一些高级功能,比如灰度发布,动态引流时可能就需要考虑下使用Zuul或者gateway。有时间去看看gateway,据说性能好呀。关于网关的暂时就告一段落了,接下来会分享一些服务之间调用异常处理的,敬请期待~

最后

目前互联网上大佬都有分享SpringCloud系列教程,内容可能会类似,望多多包涵了。原创不易,码字不易,还希望大家多多支持。若文中有错误之处,还望提出,谢谢。

老生常谈

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