CN112929210A

CN112929210A - 在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法、系统及其应用

Info

Publication number: CN112929210A
Application number: CN202110099777.8A
Authority: CN
Inventors: 郁强; 毛云青; 梁贤; 欧阳刚; 程立勇
Original assignee: CCI China Co Ltd
Current assignee: CCI China Co Ltd
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2021-06-08
Anticipated expiration: 2041-01-25
Also published as: CN112929210B

Abstract

本发明提供一种在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法、系统及其应用，在WebFlux框架搭建的网关路由利用设计的插件链和规则选择器实现插件，具体应用方法包括：获取需要处理的http请求；基于插件链上的插件依次对所述http请求进行处理，其中所述插件通过封装所述网关路由的功能规则得到，所述插件依顺序配置得到所述插件链，在利用网关路由能以固定的线程来处理高并发的高性能的同时，实现动态配置路由，对其他业务系统接入表现良好的效果。

Description

在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法、系统及其应用

技术领域

本发明涉及计算机网络通讯领域，特别涉及一种在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法、系统及其应用。

背景技术

网关，又称网间连接器、协议转换器，简单地理解就是一个网络连接到另一个网络的“关口”，实质上是一个网络通向其他网络的IP地址，网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址，对应的，网关的核心功能是根据路由规则将请求分发到相应的后端集群。路由发生在网络层，其是指路由器从一个接口上收到数据包，根据数据包的目的地址进行定向并转发到另一个接口的过程，其可根据请求的host,url等规则将数据包转换到相应的后端集群。

Spring WebFlux(以下简称WebFlux)是Spring Framework 5.0中引入的新的响应式web框架，其是一个异步非阻塞式的Web框架，能够充分利用多核CPU的硬件资源去处理大量的并发请求，且可填补Spring在响应式编程上的空白，其针对通用的通信框架(比如Netty,Redis)都提供了响应式访问的开发包。现有技术一些使用WebFlux的网关，比如Spring-Cloud-Gateway，其利用WebFlux中的reactor-netty响应式编程组件，底层使用了Netty通讯框架，进而搭建一个高性能网关的效果。

然而以WebFulx框架搭建的网关，比如Spring-Cloud-Gateway，旨在为微服务架构提供一种简单有效的统一的API路由管理方式，存在无法进行动态路由配置、以及调用时依赖需要在Spring-Cloud的缺陷，导致Spring-Cloud-Gateway对其他业务系统的接入表现地十分不友好，很难利用Spring-Cloud-Gateway制作公共服务。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法、系统及其应用，其在在利用网关路由能以固定的线程来处理高并发的高性能的同时，实现动态配置路由，对其他业务系统接入表现良好的效果。

为实现以上目的，本技术方案提供一种在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取需要处理的http请求；

基于插件链上的插件依次对所述http请求进行处理，其中所述插件通过封装所述网关路由的功能规则得到，所述插件依顺序配置得到所述插件链。

第二方面，提供一种在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的系统，包括：

请求获取单元，用于获取需要处理的http请求；

请求处理单元：基于插件链上的插件依次对所述http请求进行处理，其中所述插件通过封装所述网关路由的功能规则得到，所述插件依顺序配置得到所述插件链。

第三方面，提供一种WebFlux框架搭建的网关路由，使用Spring Boot搭建的微服务并引入WebFlux框架，应用其上在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法。

一种电子设备，处理器；以及存储器，在所述存储器中存储有计算机存储器，在所述存储器中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被所述处理器运行时使得所述处理器执行在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法。

相较现有技术，本技术方案具有以下特点和有益效果：通过引入Webflux、Netty等技术实现了网关的核心功能，在保证了网关的高性能的同时将网关的核心功能设计成插件式，开发人员只需要实现一个接口或者抽象类，再基于规则选择器的设计，即可实现非常细粒度的路由控制，且路由控制方式非常灵活易扩展，在一定程度上降低了开发人员的研发成本和维护成本。

附图说明

图1是根据本发明的基于WebFlux框架搭建的网关建模的类图。

图2是规则选择器和插件对应执行的流程示意图。

图3是在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法的方法的示例。

图4是在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法的方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本方案涉及的部分技术术语：

WebFlux，是Spring Framework 5.0中引入的新的响应式web框架，其与SpringMVC不同之处在于：它不需要Servlet API，是完全异步且非阻塞的，并且通过Reactor项目实现了Reactive Streams规范，相对于传统的web框架来说，它可以运行在诸如Netty，Undertow及支持Servlet3.1的容器上，因此它的运行环境的可选择行要比传统web框架多的多。

Netty，是由JBOSS提供的一个java开源框架，Netty提供异步的、事件驱动的网络应用程序框架和工具，用以快速开发高性能、高可靠性的网络服务器和客户端程序。也就是说，Netty是一个基于NIO的客户、服务器端的编程框架，使用Netty可以确保快速和简单的开发出一个网络应用。

网关核心功能，根据路由规则将请求分发到相应的后端集群。

路由，根据请求的host,url等规则转发到相应的后端集群。

路由策略插件化，路由中会有身份认证、限流限速、安全防护(如IP黑名单，refer异常，UA异常，需第一时间拒绝)等功能规则，这些功能规则以插件的形式互相组合起来以便只对某一类的请求生效，对应的插件可动态配置、动态生效。

http请求，是指从客户端到服务器端的请求消息，请求信息的内容包括(1)请求方法URI协议/版本(2)请求头(Request Header)(3)请求正文。

，请求的第一行是“方法URI协议/版本”,请求头包含许多有关的客户端环境和请求正文的有用信息,请求头和请求正文之间是一个空行，请求正文中可以包含客户提交的查询字符串信息。

插件，将对http请求进行处理的各个功能的功能规则封装，通过统一方法调用各个功能，提供调用统一方法的对象称之为“插件”。

插件链，依据配置参数有顺序排列的插件组合。

本方案提供一种基于WebFlux框架搭建的网关，所述网关不同于背景技术中所述的“Spring-Cloud-Gateway”，本方案提供的网关的基础架构框架使用Spring Boot搭建的微服务，只引入WebFlux框架，使其跳出Spring-Cloud体系，进而在保证网关性能的同时使得其他业务系统使用标准的http请求即可访问，对其他业务系统接入表现良好。另外，本方案使用Java计算机编程语言完成，面向开发人员的适用群体广，降低了网关的维护成本。

在一些实施例中，本方案提供的网关的底层使用Netty通讯框架，即采用WebFlux+Netty的形式，使得本方案的网关在能以固定的线程来处理高并发，利用响应式编码所带来的异步、非阻塞式特点带来的好处，同时满足对Http请求进行处理的高性能的要求。同时，区别于“Spring-Cloud-Gateway”，又可实现路由策略动态配置、对其他业务系统接入表现良好的优势。

具体的，在本方案在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法，包括以下步骤：

获取需要处理的http请求；

本方案的所述插件指的就是提供可调用所述封装包的统一方法的对象，单一插件仅对单一类处理http请求的功能生效。这样设计的好处在于：可保证每个插件职责单一，降低插件之间的耦合度，同时也增加了网关的拓展性，可以根据实际需求增加新的插件满足设计的开闭原则。

另外为了使得插件可和http请求匹配，对每个所述插件被配置包括至少一规则选择器的选择器列表，所述规则选择器被配置至少一路由规则。

所述规则选择器类似于分拣装置，目的是将所述http请求交给对应的插件进行处理。也就是说，每个插件配置所述选择器列表，即，可以给每个插件配置多个规则选择器，每个规则选择器中配置至少一条所述路由规则，每个规则选择器依据各自配置的路由规则和每条http请求做匹配，若匹配成功，则将http请求交给规则选择器对应的插件进行处理，以此方式也可判断插件是否需要对http请求进行处理。

具体的，当某插件被调用其执行execute()来处理某个http请求时，所述插件从对应的选择器列表中选择一个规则选择器，根据所述规则选择器中配置的路由规则从所述http请求中获取相应的url、header等参数进行匹配，若匹配不成功则选择所述选择器列表中另外的规则选择器进行匹配，直到某一个规则选择器可匹配成功为止；若所述选择器列表内的所有规则选择器均未能匹配成功，则所述插件无需对所述http请求作处理，将所述http请求传递给所述插件链中的其他插件进行相应的处理。

其中所述路由规则的配置内容包括：

1.获取http请求的url进行等于逻辑判断或正则匹配。

2.获取http请求中的指定参数，对参数值进行大于、小于、等于逻辑判断或正则匹配，返回结果为ture时则认为该http请求匹配(满足)所述规则选择器内的规则。

基于规则选择器的路由规则进行http请求的匹配，值得一提的是，本方案的规则选择器中配置的路由规则支持大于、小于、等于和正则计算，且路由规则和路由规则之间支持AND、OR逻辑连接，这使得规则选择器的路由规则的配置非常灵活。通过本方案设计的规则选择器，可实现插件只对特定url或者具有特定标识的http请求生效,达到非常细粒度的路由控制，并且路由规则的配置非常灵活。

示例性的：可以对某个插件配置一个规则选择器A，并对该规则选择器A配置2条路由规则：“http请求url地址等于某个值”“header中存在特定参数等于某个值”，两条路由规则之间可以配置为OR的关系：满足其中一条路由规则就会被选择器判断为是匹配的；也可以配置为AND的关系：满足所有路由规则才会被规则选择器判断为是匹配的。

值得一提的是，本方案提供的规则选择器除了内置配置的路由规则以外，还需保存执行插件所需要的一些参数(handleData)，这些参数以Json格式保存，以适应不同插件所需要的参数各不相同的情况。插件的规则选择器和路由规则的配置都是以对象实例的方式保存在本地内存中，读取速度快同时可以动态配置、动态生效，实现了路由策略插件化，并可动态配置、动态生效的效果。

具体的，所述插件链上的每个插件都会对所述http请求作相应的处理并传递给下一个插件，直到所有的插件都对所述http请求进行了处理。在一些实施例中，所述插件链上的每个插件依次对所述http请求作相应的判断和传递。

具体的，调用插件的execute()方法，判断所述插件是否已经启用，若启用则判断对应所述插件的规则选择器是否匹配所述http请求，若匹配则执行所述插件的业务，若不匹配则根据传递给所述插件链的其他插件。

“判断对应所述插件的规则选择器是否匹配所述http请求”包括：所述插件从对应的选择器列表中选择一个规则选择器，根据所述规则选择器中配置的路由规则从所述http请求中获取相应的url、header等参数进行匹配，若匹配不成功则选择所述选择器列表中另外的规则选择器进行匹配，直到某一个规则选择器可匹配成功为止，若所述选择器列表内所有的规则选择器均不匹配，则为不匹配。

图1提供该基于WebFlux框架搭建的网关建模的类图，如图1所示，若需要在此基础上拓展一个插件，只需要实现GatewayPlugin接口，并打上@Component注释，使得SpringBoot可以自动初始化该插件的实例，并自动注入给RequestHandler，RequestHandler拥有了插件实例化的列表private List<GatewayPlugin>plugins(即插件链)。在获得插件链后需要对插件进行排序，以方便后续在运行中按照顺序依次执行各个插件，各个插件的顺序通过调用GatewayPlugin的getOrder()方法获得。

在运行过程中，RequestHandler会为每一个http请求创建一个PluginChain，并初始化PluginChain的index＝0，然后调用PluginChain的execute(ServerWebExchangeexchange)方法，PluginChain的功能就是通过index记录了每一个http请求的处理进程，其中execute()的代码实现如下:

GatewayPlugin就是插件，它的execute(ServerWebExchange exchange,PluginChain chain)方法被PluginChain调用，方法内会先用规则选择器对http请求进行匹配，如果匹配就对请求进行业务处理。

以下以示例对本方案提供的在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法的示例，如图3所示：

配置内容如下：

配置的插件链分别包括四个插件：monitor(监控)、limiting(限流)、auth(鉴权)、divide(分派)，其中divide(分派)插件配置2个规则选择器，选择器的内容如下：

规则选择器A中设置规则header中参数module＝test，设置path地址为test/dividePlugin，两条规则的关键设为AND；handleData配置的就是真实的服务路径：http://127.0.0.1:8081。

规则选择器B中设置规则header中参数moudle＝mock，设置path地址为test/dividePlugin，两条规则的关键设为AND；handleData配置的就是真实的服务路径：http://127.0.0.1:8082。

运行示例如下：

假设此时的http请求为：访问网关是“localhost:8080”,然后请求路径为http://localhost:8080/test/dividePlugin并设置了httpheader中module＝mock。

该http请求会依次经过monitor(监控)、limiting(限流)、auth(鉴权)、divide(分派)插件，并在divide中被规则选择器B匹配，匹配成功后插件读取对应选择器中的参数handleData，divide的功能是将http请求分派到相应的后端集群，所以将http请求调用地址依据handleData更改为http://127.0.0.1:8082，最后请求真实的调用地址为http://127.0.0.1/test/dividePlugin。

第二方面，本方案提供一种在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的系统，包括：

提供的WebFlux框架搭建的网关路由基使用Spring Boot搭建的微服务并引入WebFlux框架，包括：

请求获取单元，用于获取需要处理的http请求；

该在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的系统依据上述在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法进行路由策略化设计，得到对应的基于WebFlux框架搭建的网关，该基于WebFlux框架搭建的网关处理http请求的运行方式也如上所述。

第三方面，提供一种基于WebFlux框架搭建的网关，所述网关使用Spring Boot搭建的微服务并引入WebFlux框架，其应用上述的在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法。

用于实现本方案实施例的在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法的服务器的计算机系统包括中央处理单元CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的程序或者从存储部分加载到随机访问存储器(RAM)中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。

特别地，根据本发明公开的实施例，参考流程图描述的在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法对应的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)执行时，执行本发明的系统中限定的上述功能。

需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法、装置和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。描述于本发明实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的模块也可以设置在处理器中。

作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备执行在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法所对应过的流程步骤。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims

1.一种在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取需要处理的http请求；

2.根据权利要求1所述的在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法，其特征在于，每个所述插件被配置包括至少一规则选择器的选择器列表，所述规则选择器被配置至少一路由规则。

3.根据权利要求2所述的在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法，其特征在于，所述“基于插件链上的插件依次对所述http请求进行处理”包括：调用所述插件的execute()方法，判断所述插件是否已经启用，若启用则判断对应所述插件的规则选择器是否匹配所述http请求，若匹配则执行所述插件的业务，若不匹配则将所述http请求传递给所述插件链的其他插件。

4.根据权利要求3所述的在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法，其特征在于，所述“判断对应所述插件的规则选择器是否匹配所述http请求”包括：所述插件从对应的选择器列表中选择一个规则选择器，根据所述规则选择器中配置的路由规则从所述http请求中获取相应参数进行匹配，若匹配不成功则选择所述选择器列表中其外的规则选择器进行匹配，直到某一个规则选择器匹配成功为止。

5.根据权利要求2所述的在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法，其特征在于，所述规则选择器内的所述路由规则为：获取http请求的url进行等于逻辑判断或正则匹配，或，获取http请求中的指定参数，对参数值进行大于、小于、等于逻辑判断或正则匹配。

6.根据权利要求2所述的在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法，其特征在于，所述规则选择器内配置的路由规则和路由规则之间支持AND、OR逻辑连接。

7.根据权利要求1所述的在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法，其特征在于，单一插件仅针对单一处理所述http请求的功能。

8.根据权利要求1所述的在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法，其特征在于，所述WebFlux框架搭建的网关路由使用Spring Boot搭建的微服务，并引入WebFlux框架。

9.一种在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的系统，其特征在于，包括：

请求获取单元，用于获取需要处理的http请求；

10.一种WebFlux框架搭建的网关路由，其特征在于，使用Spring Boot搭建的微服务并引入WebFlux框架，应用权利要求1到7任一所述的在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法。

11.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储器，在所述存储器中存储有计算机存储器，在所述存储器中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被所述处理器运行时使得所述处理器执行根据权利要求1-8中任一所述的在WebFlux框架搭建的网关路由应用插件的方法。