SpringCloud之gateway使用、网关限流使用

1. 微服务网关技术栈

• Nginx：Nginx (engine x) 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器，同时也提供了IMAP/POP3/SMTP服务。
• Zuul：Zuul 是 Netflix 出品的一个基于 JVM 路由和服务端的负载均衡器。
• Spring Cloud Gateway：Spring Cloud Gateway 是 Spring 出品的基于 Spring 的网关项目，集成断路器、路径重写等功能，性能比 Zuul 好。

2. Spring Cloud Gateway 搭建步骤

（1）在 changgou_gateway 工程中，创建 changgou_gateway_system 工程，并配置 pom.xml 文件，添加 Spring Cloud Gateway 相关依赖。

（2）创建包 com.shitou，并创建引导类 GatewayApplication。

（3）在 resources 下创建 application.yml 文件，配置 Gateway 的路由规则等。

1. 限流背景

当系统被频繁的请求时，有可能将系统压垮。为了解决这个问题，需要在每个微服务中做限流操作。但是，如果有了网关，那么就可以在网关系统做限流，因为所有的请求都需要先通过网关系统才能路由到微服务中。

2. 令牌桶算法

令牌桶算法是比较常见的限流算法之一，其描述如下：

• 所有的请求在处理之前都需要拿到一个可用的令牌才会被处理。
• 根据限流大小，设置按照一定的速率往桶里添加令牌。
• 桶设置最大的放置令牌限制，当桶满时，新添加的令牌就被丢弃或者拒绝。
• 请求达到后首先要获取令牌桶中的令牌，拿着令牌才可以进行其他的业务逻辑，处理完业务逻辑之后，将令牌直接删除。
• 令牌桶有最低限额，当桶中的令牌达到最低限额的时候，请求处理完之后将不会删除令牌，以此保证足够的限流。

3. 网关限流代码实现

需求：每个 IP 地址 1 秒内只能发送 1 次请求，多出来的请求返回 429 错误。

（1）Spring Cloud Gateway 默认使用 Redis 的 RateLimiter 限流算法来实现。因此，需要引入 Redis 的依赖。

（2）定义 KeyResolver。在 GatewayApplication 引导类中添加如下代码，KeyResolver 用于计算某一个类型的限流的 KEY，也就是说，可以通过 KeyResolver 来指定限流的 Key。

（3）修改 application.yml 中配置项，指定限制流量的配置以及 Redis 的配置。修改后最终配置如下：

解释：

• burstCapacity：令牌桶总容量。
• replenishRate：令牌桶每秒填充平均速率。
• key-resolver：用于限流的键的解析器的 Bean 对象的名字。它使用 SpEL 表达式根据 #{@beanName} 从 Spring 容器中获取 Bean 对象。

通过在 replenishRate 和 burstCapacity 中设置相同的值来实现稳定的速率。设置 burstCapacity 高于 replenishRate 时，可以允许临时突发。在这种情况下，需要在突发之间允许速率限制器一段时间（根据 replenishRate），因为两次连续突发将导致请求被丢弃（HTTP 429 - Too Many Requests）。

key-resolver: "#{@userKeyResolver}" 用于通过 SpEL 表达式来指定使用哪一个 KeyResolver。

如上配置表示：一秒内，允许一个请求通过，令牌桶的填充速率也是一秒钟添加一个令牌。最大突发状况也只允许一秒内有一次请求，可以根据业务来调整。

（4）测试

启动 Redis -> 启动注册中心 -> 启动商品微服务 -> 启动 Gateway 网关。打开浏览器访问系统请求，快速刷新，当 1 秒内发送多次请求时，就会返回 429 错误。

通过以上步骤，我们成功实现了 Spring Cloud Gateway 的搭建以及基于令牌桶算法的网关限流功能。