序言
上一篇文章：你连对外接口签名都不会知道？有时间还是要学习学习。
有很多小伙伴反应，对外的 API 中相关的加签，验签这些工作可以统一使用网关去处理。
说到网关，大家肯定比较熟悉。市面上使用比较广泛的有：spring cloud/kong/soul。
API 网关的作用
-
对外接口中的权限校验
-
接口调用的次数限制，频率限制
-
微服务网关中的负载均衡，缓存，路由，访问控制，服务代理，监控，日志等。
实现原理
调用方式
一般的请求时直接通过 client 访问 server 端，我们需要在中间实现一层 api 网关，外部 client 访问 gateway，然后 gateway 进行调用的转发。
核心流程
网关听起来非常复杂，最核心的部分其实基于 Servlet 的 javax.servlet.Filter 进行实现。
我们让 client 调用网关，然后在 Filter 中统一对消息题进行解析转发，调用服务端后，再封装返回给 client。
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.annotation.WebFilter;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import java.io.IOException;
import java.util.Enumeration;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
* @author binbin.hou
* @since 1.0.0
*/
@WebFilter
@Component
public class GatewayFilter implements Filter {
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(GatewayFilter.class);
public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
}
public void doFilter(ServletRequest servletRequest,
ServletResponse servletResponse,
FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) servletRequest;
LOGGER.info("url={}, params={}", req.getRequestURI(), JSON.toJSONString(req.getParameterMap()));
//根据 URL 获取对应的服务名称
// 进行具体的处理逻辑
// TODO...
} else {
filterChain.doFilter(req, servletResponse);
}
}
public void destroy() {
}
}
接下来，我们只需要重点看一下如何重写 doFilter 方法即可。
具体实现
获取 appName
网关是面对公司内部所有应用的，我们可以通过每一个服务的唯一 appName 作为区分。
比如应用名称为 test，则调用网关的请求：
https://gateway.com/test/version
这个请求，对应的 appName 就是 test，实际请求的 url 是 /version。
具体实现也比较简单：
@Override
public Pair<String, String> getRequestPair(HttpServletRequest req) {
final String url = req.getRequestURI();
if(url.startsWith("/") && url.length() > 1) {
String subUrl = url.substring(1);
int nextSlash = subUrl.indexOf("/");
if(nextSlash < 0) {
LOGGER.warn("请求地址 {} 对应的 appName 不存在。", url);
return Pair.of(null, null);
}
String appName = subUrl.substring(0, nextSlash);
String realUrl = subUrl.substring(nextSlash);
LOGGER.info("请求地址 {} 对应的 appName: {}, 真实请求地址：{}", url, appName, realUrl);
return Pair.of(appName, realUrl);
}
LOGGER.warn("请求地址: {} 不是以 / 开头，或者长度不够 2，直接忽略。", url);
return Pair.of(null, null);
}
请求头信息
根据 HttpServletRequest 构建出对应的请求头信息：
/**
* 构建 map 信息
* @param req 请求
* @return 结果
* @since 1.0.0
*/
private Map<String, String> buildHeaderMap(final HttpServletRequest req) {
Map<String, String> map = new HashMap<>();
Enumeration<String> enumeration = req.getHeaderNames();
while (enumeration.hasMoreElements()) {
String name = enumeration.nextElement();
String value = req.getHeader(name);
map.put(name, value);
}
return map;
}
服务发现
当我们解析出请求的应用时 appName = test 时，就可以去查询配置中心中 test 应用中对应的 ip:port 信息。
@Override
public String buildRequestUrl(Pair<String, String> pair) {
String appName = pair.getValueOne();
String appUrl = pair.getValueTwo();
String ipPort = "127.0.0.1:8081";
//TODO: 根据数据库配置查询
// 根据是否启用 HTTPS 访问不同的地址
if (appName.equals("test")) {
// 这里需要涉及到负载均衡
ipPort = "127.0.0.1:8081";
} else {
throw new GatewayServerException(GatewayServerRespCode.APP_NAME_NOT_FOUND_IP);
}
String format = "http://%s/%s";
return String.format(format, ipPort, appUrl);
}
这里暂时固定写死，最后返回实际服务端的请求地址。
这里也可以结合具体的负载均衡/路由策略，做进一步的服务端选择。
不同 Method
HTTP 支持的方式是多样的，我们暂时支持一下 GET/POST 请求。
本质上就是针对 GET/POST 请求，构建形式的请求调用服务端。
这里的实现方式可以非常多样，此处以 ok-http 客户端为例作为实现。
接口定义
为了便于后期拓展，所有的 Method 调用，实现相同的接口：
public interface IMethodType {
/**
* 处理
* @param context 上下文
* @return 结果
*/
IMethodTypeResult handle(final IMethodTypeContext context);
}
GET
GET 请求。
@Service
@MethodTypeRoute("GET")
public class GetMethodType implements IMethodType {
@Override
public IMethodTypeResult handle(IMethodTypeContext context) {
String respBody = OkHttpUtil.get(context.url(), context.headerMap());
return MethodTypeResult.newInstance().respJson(respBody);
}
}
POST
POST 请求。
@Service
@MethodTypeRoute("POST")
public class PostMethodType implements IMethodType {
@Override
public IMethodTypeResult handle(IMethodTypeContext context) {
HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) context.servletRequest();
String postJson = HttpUtil.getPostBody(req);
String respBody = OkHttpUtil.post(context.url(), postJson, context.headerMap());
return MethodTypeResult.newInstance().respJson(respBody);
}
}
OkHttpUtil 实现
OkHttpUtil 是基于 ok-http 封装的 http 调用工具类。
import com.github.houbb.gateway.server.util.exception.GatewayServerException;
import com.github.houbb.heaven.util.util.MapUtil;
import okhttp3.*;
import java.io.IOException;
import java.util.Map;
/**
* @author binbin.hou
* @since 1.0.0
*/
public class OkHttpUtil {
private static final MediaType JSON
= MediaType.parse("application/json; charset=utf-8");
/**
* get 请求
* @param url 地址
* @return 结果
* @since 1.0.0
*/
public static String get(final String url) {
return get(url, null);
}
/**
* get 请求
* @param url 地址
* @param headerMap 请求头
* @return 结果
* @since 1.0.0
*/
public static String get(final String url,
final Map<String, String> headerMap) {
try {
OkHttpClient client = new OkHttpClient();
Request.Builder builder = new Request.Builder();
builder.url(url);
if(MapUtil.isNotEmpty(headerMap)) {
for(Map.Entry<String, String> entry : headerMap.entrySet()) {
builder.header(entry.getKey(), entry.getValue());
}
}
Request request = builder
.build();
Response response = client.newCall(request).execute();
return response.body().string();
} catch (IOException e) {
throw new GatewayServerException(e);
}
}
/**
* get 请求
* @param url 地址
* @param body 请求体
* @param headerMap 请求头
* @return 结果
* @since 1.0.0
*/
public static String post(final String url,
final RequestBody body,
final Map<String, String> headerMap) {
try {
OkHttpClient client = new OkHttpClient();
Request.Builder builder = new Request.Builder();
builder.post(body);
builder.url(url);
if(MapUtil.isNotEmpty(headerMap)) {
for(Map.Entry<String, String> entry : headerMap.entrySet()) {
builder.header(entry.getKey(), entry.getValue());
}
}
Request request = builder.build();
Response response = client.newCall(request).execute();
return response.body().string();
} catch (IOException e) {
throw new GatewayServerException(e);
}
}
/**
* get 请求
* @param url 地址
* @param bodyJson 请求体 JSON
* @param headerMap 请求头
* @return 结果
* @since 1.0.0
*/
public static String post(final String url,
final String bodyJson,
final Map<String, String> headerMap) {
RequestBody body = RequestBody.create(JSON, bodyJson);
return post(url, body, headerMap);
}
}
调用结果处理
请求完服务端之后，我们需要对结果进行处理。
第一版的实现非常粗暴：
/**
* 处理最后的结果
* @param methodTypeResult 结果
* @param servletResponse 响应
* @since 1.0.0
*/
private void methodTypeResultHandle(final IMethodTypeResult methodTypeResult,
final ServletResponse servletResponse) {
try {
final String respBody = methodTypeResult.respJson();
// 重定向（因为网络安全等原因，这个方案应该被废弃。）
// 这里可以重新定向，也可以通过 http client 进行请求。
// GET/POST
//获取字符输出流对象
servletResponse.setCharacterEncoding("UTF-8");
servletResponse.setContentType("text/html;charset=utf-8");
servletResponse.getWriter().write(respBody);
} catch (IOException e) {
throw new GatewayServerException(e);
}
}
完整实现
我们把上面的主要流程放在一起，完整的实现如下：
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.github.houbb.gateway.server.util.exception.GatewayServerException;
import com.github.houbb.gateway.server.web.biz.IRequestAppBiz;
import com.github.houbb.gateway.server.web.method.IMethodType;
import com.github.houbb.gateway.server.web.method.IMethodTypeContext;
import com.github.houbb.gateway.server.web.method.IMethodTypeResult;
import com.github.houbb.gateway.server.web.method.impl.MethodHandlerContainer;
import com.github.houbb.gateway.server.web.method.impl.MethodTypeContext;
import com.github.houbb.heaven.support.tuple.impl.Pair;
import com.github.houbb.heaven.util.lang.StringUtil;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.annotation.WebFilter;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import java.io.IOException;
import java.util.Enumeration;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
* 网关过滤器
*
* @author binbin.hou
* @since 1.0.0
*/
@WebFilter
@Component
public class GatewayFilter implements Filter {
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(GatewayFilter.class);
@Autowired
private IRequestAppBiz requestAppBiz;
@Autowired
private MethodHandlerContainer methodHandlerContainer;
public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
}
public void doFilter(ServletRequest servletRequest,
ServletResponse servletResponse,
FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) servletRequest;
LOGGER.info("url={}, params={}", req.getRequestURI(), JSON.toJSONString(req.getParameterMap()));
//根据 URL 获取对应的服务名称
Pair<String, String> pair = requestAppBiz.getRequestPair(req);
Map<String, String> headerMap = buildHeaderMap(req);
String appName = pair.getValueOne();
if(StringUtil.isNotEmptyTrim(appName)) {
String method = req.getMethod();
String respBody = null;
String url = requestAppBiz.buildRequestUrl(pair);
//TODO: 其他方法的支持
IMethodType methodType = methodHandlerContainer.getMethodType(method);
IMethodTypeContext typeContext = MethodTypeContext.newInstance()
.methodType(method)
.url(url)
.servletRequest(servletRequest)
.servletResponse(servletResponse)
.headerMap(headerMap);
// 执行前
// 执行
IMethodTypeResult methodTypeResult = methodType.handle(typeContext);
// 执行后
// 结果的处理
this.methodTypeResultHandle(methodTypeResult, servletResponse);
} else {
filterChain.doFilter(req, servletResponse);
}
}
public void destroy() {
}
/**
* 处理最后的结果
* @param methodTypeResult 结果
* @param servletResponse 响应
* @since 1.0.0
*/
private void methodTypeResultHandle(final IMethodTypeResult methodTypeResult,
final ServletResponse servletResponse) {
try {
final String respBody = methodTypeResult.respJson();
// 重定向（因为网络安全等原因，这个方案应该被废弃。）
// 这里可以重新定向，也可以通过 http client 进行请求。
// GET/POST
//获取字符输出流对象
servletResponse.setCharacterEncoding("UTF-8");
servletResponse.setContentType("text/html;charset=utf-8");
servletResponse.getWriter().write(respBody);
} catch (IOException e) {
throw new GatewayServerException(e);
}
}
/**
* 构建 map 信息
* @param req 请求
* @return 结果
* @since 1.0.0
*/
private Map<String, String> buildHeaderMap(final HttpServletRequest req) {
Map<String, String> map = new HashMap<>();
Enumeration<String> enumeration = req.getHeaderNames();
while (enumeration.hasMoreElements()) {
String name = enumeration.nextElement();
String value = req.getHeader(name);
map.put(name, value);
}
return map;
}
}
网关验证
网关应用
我们把拦截器加好以后，定义对应的 Application 如下：
@SpringBootApplication
@ServletComponentScan
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}
然后把网关启动起来，启动端口号为 8080
服务端应用
然后启动服务端对应的服务，端口号为 8081。
查看版本号的控制器实现：
@RestController
public class MonitorController {
@RequestMapping(value = "version", method = RequestMethod.GET)
public String version() {
return "1.0-demo";
}
}
请求
我们在浏览器上直接访问 api 网关：
http://localhost:8080/test/version
页面返回：
1.0-demo
小结
API 网关实现的原理并不难，就是基于 servlet 对请求进行转发。
虽然看起来简单，但是可以在这个基础上实现更多强大的特性，比如限流，日志，监控等等。
如果你对 API 网关感兴趣的话，不妨关注一波，后续内容，更加精彩。
备注：涉及的代码较多，文中做了简化。如果你对全部源码感兴趣，可以關註【老马啸西风】，後臺回復【网关】即可获得。
我是老马，期待与你的下次重逢。
