自研框架（Webx）整合Zuul网关工作总结

Posted 2023-02-06 默辨

写在前面，最近被分配了一个技术任务，简单描述为自研框架（类比Spring）整合一个微服务网关，并且能用就行。

有人可能会问，想用微服务网关，不是直接引入zuul或者gateway相关的依赖，然后配置一下不就好了吗？为什么我还会写这篇博客。这里原因主要有两个：

1. 框架是自研的，虽然底层也是基于Spring构建，但Spring MVC部分完全不一样，执行流程需要研究
2. 这些微服务网关都是基于Spring Boot的自动装配机制实现的（根据名字其实我们也不难理解，毕竟都是spring-cloud-xxx），而我们的项目还停留在Spring，所以直接引入肯定不能用

于是就有了这次任务，收获还是挺大的，特此用写下这篇博客。

文章目录

• • 一、明确调研中间件范围
  • 二、阅读中间件源码
  • • 1、Tomcat
    • 2、Spring MVC
    • 3、Webx
    • 4、Zuul
    • 5、spring-cloud-netflix-zuul
  • 三、确定设计方案
  • • 1、Spring Boot结合netflix-zuul请求流程
    • 2、当前项目请求流程
    • 3、初版方案
    • 4、优化方案
  • 四、完成项目编码
  • • 1、添加pom依赖
    • 2、使用xml配置Bean（Webx不支持@Bean）
    • 3、编写XxxPreZuulServlet

一、明确调研中间件范围

既然目的是完成类似网关一样的请求转发，那么我们就需要知道被网关请求转发的请求打进来，该请求是如何流转的，然后直接调研对应的技术栈就可以了

1、Tomcat

项目使用原生的Tomcat做为Web容器，所以这块的变化不大。

2、Spring MVC

由于Spring MVC的DispatcherServlet是一个Servlet（Tomcat的扩展点大概率要么Filter、要么Servlet），所以想看看在这里能不能发现点什么（如果要使用gateway就需要去调研Dispatcherhanding）

3、Webx

类比Spring，任务也就是整合WebX和zuul，所以Webx必不可少

4、Zuul

本以为师兄口中的调研，是想让我了解所有的微服务网关中间件，然后选择其中一个。没想到是直接调研zuul的源码实现，直接看zuul的就行（在后来看来，使用zuul做为微服务网关是最符合当前项目技术栈，也是最简单的）

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二、阅读中间件源码

1、Tomcat

项目使用Tomcat做为Web容器，好在我之前研究过，有兴趣的小伙伴可以参考我之前的文章。

浅谈Tomcat的启动流程

浅谈Tomcat接收到一个请求后在其内部的执行流程

Tomcat组件架构图梳理

针对Tomcat其实重点放在Filter和Servlet上就行了。

2、Spring MVC

这个大家都不陌生。同样，如果不熟悉的小伙伴可以参考我之前的文章

浅谈SpringMVC源码的DispatcherServlet组件执行流程

我们在使用Spring Boot构建Web项目的时候，其内部都是集成了Spring MVC，所以一个请求都会经过DispatcherServlet，然后经过该组件完成请求的转发，但是它本质上只是一个Servlet，明确这一点很重要。Servlet的调用则由Tomcat决定。研究该组件的初衷是为了获得一些灵感，说不定在什么地方就有可以借鉴的思路（结果是没有）

3、Webx

由于代码太老了，Download Resources的时候提示找不到资源，后来去内部的nexus服务器上看，确实没有源码，于是只能找文章学习了。但是就像我之前说的那样，Tomcat暴露在外的除了一些参数配置，还有就是一些扩展接口，如Filter、Servlet、甚至还有Value，基本这些大差不差，Webx必然是在这些扩展点进行的整合。

于是顺藤摸瓜，终于发现了响应的处理逻辑。Webx在完成请求转发的时候，和SpringMVC不一样，它完成内部业务逻辑的入口不是一个Servlet，而是一个Filter。最开始看到还是有点担心的，毕竟和自己预期的结果有点远，知道入口就好办了。

4、Zuul

最让我意外的还是zuul。前文有说过，由于项目不是Spring Boot，所以没办法用Spring Cloud那一套，于是只能从最原生的地方动刀。可是查看了zuul的源码发现，原生的zuul并不提供什么能力（哪怕有一个请求转发也好呀），他真的就是什么都没有，我不禁陷入沉思，它凭什么呀，希望有一天能明白其中的奥秘。

在原生zuul的代码里，它只定义了一套规范。使用一个抽象类ZuulFilter串连接起了整个链路（就是一个责任链，想到责任链就可以知道原生zuul的核心骨架了）。简单理解为zuul将这些链分为pre、post、error、route四种类型，然后代码借助Groovy的能力，可以热加载对应的ZuulFilter。想具体研究zuul源码的，这里分享下我百度时找到的写的不错的讲解的博客：zuul源码分析-探究原生zuul的工作原理

那么问题来了，既然zuul只有一个模板，那请求转发的动作是谁做的呢？我只能将目光投向了spring-cloud-netflix-zuul。

5、spring-cloud-netflix-zuul

果然，在对应的代码里我找到了他们，同样，为了避免重复造轮子，直接贴图（毕竟这也不是本文的重点）

前面说到，原生zuul里面的ZuulFilter分为四类，这四类ZuulFilter在spring-cloud-netflix-zuul中的实现可以浓缩为下面这张图。具体的执行流程按照原生zuul的逻辑（pre-route-post）

上图来自别人的博客，要看详细源码分析的，可以参考该篇文章SpringCloud源码剖析-Zuul的自动配置和核心Filter详解

至此，代码看完了，接着需要想想如何设计了

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三、确定设计方案

1、Spring Boot结合netflix-zuul请求流程

在阅读了上面源码的基础上，我们很容易就可以得到这张流程图。ZuulServlet替代了DispatcherServlet的能力，请求直接调用到ZuulServlet类中，然后完成相关ZuulFilter的责任链调用，这里就会调用到SimpleHostRoutingFilter，该ZuulFilter就是完成远程请求调用的具体实现类，其底层使用的是HttpClient（2.x使用了Netty）

2、当前项目请求流程

研究框架源码发现，当前框架和Tomcat接壤的地方并不是一个Servlet，而是一个Filter，业务代码在该Filter内部完成。

3、初版方案

最开始的设计方案是，我们将未来需要网关转发的请求配置到一个Filter的拦截路径中，并且该拦截器配置在WebxFilter前面，如果当前请求能够匹配到我们的ZuulServletFilter，则说明当前请求是需要网关转发的，那么就可以在内部完成响应的请求转发，即调用到我们的SimpleHostRoutingFilter类，然后远程调用获取结果，最后返回。

这一版是我给出的解决方案，确实我们最开始也是这么做的，并且代码已经实现完成，请求跳转数据获取一切正常。不过后来师兄调整了一版本，想想师兄的确实要优雅一点，尽管换汤不换药（不过这个优化需要基于不同的zuul版本，比如我自己电脑下载1.0.28就没有这个判断，但是1.3.1就有）

我们中间还尝试过想直接借助SendForwardFilter来完成本地请求的转发，后来发现不太行，所以放弃了。

这两个的区别就是如何Request上下文对象的sendZuulResponse属性是false，那么就会结束当前ZuulServletFilter，继续执行其他Filter链，基于此，师兄做了一点小优化

补充：Zuul想的还是比较全面，它既有基于Filter的ZuulServletFilter，也有基于Servlet的ZuulServlet，功能一模一样。由于当前项目的业务处理是基于Filter的，常规的Spring Boot项目是基于Servlet的（自己最开始调试的时候没有注意到这一点，进入了误区，后来师兄在用ZuulServletFilter的时候，自己才恍然大悟）

4、优化方案

同样还是新建一个ZuulServletFilter，此时不再是拦截具体路径，而是拦截所有的路径（ZuulServletFilter的位置一定WebxFilter位置的前面）。与此同时，我们新建一个pre类型的ZuulFilter，用来判断当前请求是否在我们配置的网关转发请求范围内，如果在就继续向下走，如果不在就给对应的属性设置为false，上面有说到，如果属性判断为false，那么就会跳出当前ZuulServletFilter，继而完成Tomcat中的其他Filter，这里其他的Filter就包含了处理当前项目请求接口的Filter（WebxFilter）

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四、完成项目编码

前面的设计方案已经确定，那么接下来就是代码落地了。最核心的问题就是：在没有Spring Boot自动装配机制的情况下，如何初始化对象。在我看来这是最麻烦的一步，因为用到的那几个ZuulServletFilter内部像套娃一样，一个Bean又套了另一个Bean，没完没了。当然这一切很大程度是因为自己陷入了一个误区，我总担心差这差那，导致各种判断不通过，然后出现奇奇怪怪的异常。以至于我在找Bean的时候，被它源码牵着鼻子走，它缺一个Bean，我就去看它是什么地方赋值的，怎么赋值的，赋值条件又是什么，结果就是转了一大圈，把自己转晕了，甚至觉得这是个无底洞。

不得不说，前辈就是前辈，秉承着一切从简的原则，师兄在找Bean的时候就是看它能用什么Bean就用什么Bean，哪个Bean需要的参数少，哪个Bean拿着方便就用哪个类型的Bean。这一套操作下来只需要配置11个Bean就配置完成了。我忍不住感叹了一句——确实，师兄只是轻描淡写的来了一句：都是经验。

最终呈现在Git提交记录上的代码只有这三部分：

1、添加pom依赖

<dependency>
    <groupId>com.netflix.zuul</groupId>
    <artifactId>zuul-core</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.netflix.hystrix</groupId>
    <artifactId>hystrix-core</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-context</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-netflix-core</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>commons-configuration</groupId>
    <artifactId>commons-configuration</artifactId>
</dependency>

2、使用xml配置Bean（Webx不支持@Bean）

<bean id="checkRoute" class="org.springframework.cloud.netflix.zuul.filters.ZuulProperties.ZuulRoute">
    <property name="path" value="/check/**"/>
    <property name="url" value="$zuul_routes_money_url"/>
    <property name="stripPrefix" value="false"/>
</bean>
<bean id="moneyRoute" class="org.springframework.cloud.netflix.zuul.filters.ZuulProperties.ZuulRoute">
    <property name="path" value="/money/**"/>
    <property name="url" value="$zuul_routes_money_url"/>
    <property name="stripPrefix" value="false"/>
</bean>

<bean id="zuulRoutes" class="java.util.HashMap">
    <constructor-arg>
        <map key-type="java.lang.String"
             value-type="org.springframework.cloud.netflix.zuul.filters.ZuulProperties.ZuulRoute">
            <entry key="check" value-ref="checkRoute"/>
            <entry key="money" value-ref="moneyRoute"/>
        </map>
    </constructor-arg>
</bean>

<bean id="zuulProperties" class="org.springframework.cloud.netflix.zuul.filters.ZuulProperties">
    <property name="ignoredServices" value="*"/>
    <property name="sensitiveHeaders" value=""/>
    <property name="addHostHeader" value="true"/>
    <property name="routes" ref="zuulRoutes"/>
</bean>

<bean id="proxyRequestHelper" class="org.springframework.cloud.netflix.zuul.filters.ProxyRequestHelper"/>

<bean id="routeLocator" class="org.springframework.cloud.netflix.zuul.filters.SimpleRouteLocator">
    <constructor-arg index="0" value="/"/>
    <constructor-arg index="1" ref="zuulProperties"/>
</bean>

<bean id="preDecorationFilter" class="org.springframework.cloud.netflix.zuul.filters.pre.PreDecorationFilter">
    <constructor-arg index="0" ref="routeLocator"/>
    <constructor-arg index="1" value="/"/>
    <constructor-arg index="2" ref="zuulProperties"/>
    <constructor-arg index="3" ref="proxyRequestHelper"/>
</bean>

<bean id="xxxPreRoutingFilter" class="pers.mobian.web.filter.xxxPreRoutingFilter">
    <constructor-arg index="0" ref="routeLocator"/>
</bean>

<bean id="simpleHostRoutingFilter"
      class="org.springframework.cloud.netflix.zuul.filters.route.SimpleHostRoutingFilter">
    <constructor-arg index="0" ref="proxyRequestHelper"/>
    <constructor-arg index="1" ref="zuulProperties"/>
    <constructor-arg index="2">
        <bean class="org.springframework.cloud.commons.httpclient.DefaultApacheHttpClientConnectionManagerFactory"/>
    </constructor-arg>
    <constructor-arg index="3">
        <bean class="org.springframework.cloud.commons.httpclient.DefaultApacheHttpClientFactory"/>
    </constructor-arg>
</bean>

<bean id="sendResponseFilter" class="org.springframework.cloud.netflix.zuul.filters.post.SendResponseFilter">
    <constructor-arg index="0" ref="zuulProperties"/>
</bean>

<bean id="zuulFilters" class="java.util.HashMap">
    <constructor-arg>
        <map key-type="java.lang.String" value-type="com.netflix.zuul.ZuulFilter">
            <entry key="xxxPreRoutingFilter" value-ref="xxxPreRoutingFilter"/>
            <entry key="preRoutingFilter" value-ref="preRoutingFilter"/>
            <entry key="simpleHostRoutingFilter" value-ref="simpleHostRoutingFilter"/>
            <entry key="sendResponseFilter" value-ref="sendResponseFilter"/>
        </map>
    </constructor-arg>
</bean>

<bean id="zuulFilterInitializer" class="org.springframework.cloud.netflix.zuul.ZuulFilterInitializer">
    <constructor-arg index="0" ref="zuulFilters"/>
    <constructor-arg index="1">
        <bean class="org.springframework.cloud.netflix.zuul.metrics.EmptyCounterFactory"/>
    </constructor-arg>
    <constructor-arg index="2">
        <bean class="org.springframework.cloud.netflix.zuul.metrics.EmptyTracerFactory"/>
    </constructor-arg>
    <constructor-arg index="3">
        <bean class="com.netflix.zuul.FilterLoader" factory-method="getInstance"/>
    </constructor-arg>
    <constructor-arg index="4">
        <bean class="com.netflix.zuul.filters.FilterRegistry" factory-method="instance"/>
    </constructor-arg>
</bean>

3、编写XxxPreZuulServlet

public class XxxPreRoutingFilter extends ZuulFilter 

    private final RouteLocator routeLocator;

    private final UrlPathHelper urlPathHelper = new UrlPathHelper();

    public PreRoutingFilter(RouteLocator routeLocator) 
        this.routeLocator = routeLocator;
    

    @Override
    public String filterType() 
        return PRE_TYPE;
    

    @Override
    public int filterOrder() 
        return PRE_DECORATION_FILTER_ORDER + 1;
    

    @Override
    public boolean shouldFilter() 
        return true;
    

    @Override
    public Object run() throws ZuulException 
        RequestContext ctx = RequestContext.getCurrentContext();
        String requestURI = this.urlPathHelper.getPathWithinApplication(ctx.getRequest());
        Route route = this.routeLocator.getMatchingRoute(requestURI);
        if (route == null || route.getLocation() == null) 
            ctx.setRouteHost(null);
            ctx.setSendZuulResponse(false);
        

        return null;
    

回头看，虽然需要写的代码并不多，但自认为需要研究的东西还是挺多的。好在自己之前简单研究过Tomcat、Spring MVC、Spring Boot的自动装配以及Spring Cloud Gateway的源码，并且涉及zuul部分的源码并不复杂，当然还有最重要的一点是代码都是师兄写的，我就是跟在旁边指指点点打下手（直接一手云开发），所以整个过程还算比较顺利。师兄仰慕值又+1。