使用SpringCloud技术栈搭建微服务集群，可以选择的组件比较多，由于有些组件已经闭源或停更，这里主要选用spring-cloud-alibaba作为我们的技术栈。

• 服务注册与发现： nacos-discovery
• 统一配置管理：nacos-config
• 微服务网关：spring cloud gateway

由于nacos本身就已经是完备的服务，故参考官方文档直接安装使用就可以，这里重点介绍如何使用SpringCloud Gateway实现路由转发和身份认证。

一、微服务架构

1. 所有的请求先通过Nginx进行负载和转发
2. API Gateway负责进行微服务内的路由转发和身份认证

二、实现路由转发

1. 引入gateway包

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>
复制代码

需要注意的是：如果启动时报错，提示在依赖中发现的springMvc与gateway不能兼容，需要删除spring-boot-starter-web相关引用

**********************************************************

Spring MVC found on classpath, which is incompatible with Spring Cloud Gateway at this time. Please remove spring-boot-starter-web dependency.

**********************************************************
复制代码

2. 添加启动类

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class GatewayApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(GatewayApplication.class, args);
    }
}
复制代码

• @EnableDiscoveryClient 用于集群下的服务注册与发现

3. 配置路由表

配置文件最好选用YAML，结构清晰易读

spring:
  application:
    name: cloud-api #服务名
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848 # nacos服务器地址
    gateway:
      routes:
        - id: cloud-user
          uri: lb://cloud-user  # 后端服务名
          predicates:
            - Path=/user/**   # 路由地址
          filters:
            - StripPrefix=1 # 去掉前缀

server:
  port: 8000

# 用于actuator暴露监控指标
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: "*"

复制代码

• StripPrefix=1 用于在路由转发时去掉前缀地址，若无则将前缀一起转发给后端服务，比如： 请求地址为：http://localhost:8000/user/home 在没有加StripPrefix时，转发给后端服务地址为：http://{cloud-user}/user/home，否则为http://{cloud-user}/home
• management 配置用于暴露监控指标，可请求 http://localhost:8000/actuator/gateway/routes 获取所有的映射路由

三、实现身份认证

在分布式系统中有三种常用的身份认证方式：

1.使用Session，可使用spring security来实现Session的管理 ，使用redis来存储会话状态，客户端的sessionID需要cookie来存储

优点 ：

• 使用方便，客户端无感知
• 安全性高
• 会话管理支持较好

缺点 ：

• 对客户端应用支持不友好
• 无法实现跨站跨端共享
• 实现方式相对复杂
• 需要客户端Cookie支持

2.使用Token，由服务端签发，并将用户信息存储在redis中，客户端每次请求都带上进行验证

优点 ：

• 对多端共享支持友好
• 对多端共享会话支持友好
• 实现方式相对简单
• 安全性高
• 无须Cookie支持

缺点 ：

• 会话过期时间维护较复杂
• 服务端需要维持会话状态

3.使用JWT，由服务端签发且不保存会话状态，客户端每次请求都需要验证合法性

优点 ：

• 对多端共享支持友好
• 对多端共享会话支持友好
• 服务端无会话状态
• 无须Cookie支持
• 可携带载荷数据

缺点 ：

• 会话过期时间维护较复杂
• 默认情况下，安全性较低
• 一旦签发无法撤销，或撤销较复杂

简单token验证

本例子的token是uuid生成随机码的方式，没有使用算法做验证，这样有可能导致客户端穷举token，不断查询redis造成风险。在生产环境中可使用一定算法进行token签发（如加密解密，有效时间戳等），保证伪造token对服务器的影响降到最低。

1. 用户登陆保存session状态

@Service
public class Session {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;

    Long expireTime = 10800L;

    /**
     * 保存session
     * @param loginUser
     */
    public void saveSession(LoginUser loginUser) {
        String key = String.format("login:user:%s", loginUser.userToken);

        redisTemplate.opsForValue().set(key, JSON.toJSONString(loginUser),
                expireTime, TimeUnit.SECONDS);
    }

    /**
     * 获取session
     * @param token
     * @return
     */
    public LoginUser getSession(String token){
        String key = String.format("login:user:%s", token);

        String s = redisTemplate.opsForValue().get(key);
        if (Strings.isEmpty(s)){
            return null;
        }

        return JSON.parseobject(s, LoginUser.class);
    }
}
复制代码

保存会话状态时，需要设置过期时间，且不宜过长或过短。如进一步思考如何刷新会话过期时间。

2. 增加AuthCheckFilter，拦截路由请求

@Slf4j
@Component
public class AuthCheckFilter extends AbstractGatewayFilterFactory {

    @Autowired
    private Session session;

    @Override
    public GatewayFilter apply(Object config) {
        return (exchange, chain) -> {

            ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
            ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();

            // 1. 获取token
            String token = request.getHeaders().getFirst("token");

            log.info("当前请求的url:{}, method:{}", request.getURI().getPath(), request.getMethodValue());

            if (Strings.isEmpty(token)) {
                response.setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
                return response.setComplete();
            }

            // 2. 验证用户是否已登陆
            LoginUser loginUser = this.session.getSession(token);
            if (loginUser == null) {
                response.setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
                return response.setComplete();
            }

            // 3. 将用户名传递给后端服务
            ServerWebExchange build;
            try {
                ServerHttpRequest host = exchange.getRequest().mutate()
                        .header("X-User-Name", loginUser.userName)
                        // 中文字符需要编码
                        .header("X-Real-Name", URLEncoder.encode(loginUser.realName, "utf-8"))
                        .build();
                build = exchange.mutate().request(host).build();
            } catch (UnsupportedEncodingException e) {
                build = exchange;
            }

            return chain.filter(build);
        };

    }
}
复制代码

此拦截器作用为验证请求是否已登陆，否则返回401状态，并将用户会话信息传递给后端服务。

3. 配置Filter

在gateway项目的yml配置文件中配置需要进行验证的路由filters: AuthCheckFilter

spring:
    gateway:
      routes:
        - id: cloud-user
          uri: lb://cloud-user  # 后端服务名
          predicates:
            - Path=/user/**   # 路由地址
          filters:
            - name: AuthCheckFilter     #会话验证
            - StripPrefix=1 # 去掉前缀

复制代码

由此就实现了对后端路由地址的身份验证功能