微服务学习2

在昨天的作业中，我们将黑马商城拆分为 5 个微服务：

• 用户服务
• 商品服务
• 购物车服务
• 交易服务
• 支付服务

由于每个微服务都有不同的地址或端口，入口不同，相信大家在与前端联调的时候发现了一些问题：

• 请求不同数据时要访问不同的入口，需要维护多个入口地址，麻烦
• 前端无法调用 nacos，无法实时更新服务列表

单体架构时我们只需要完成一次用户登录、身份校验，就可以在所有业务中获取到用户信息。而微服务拆分后，每个微服务都独立部署，这就存在一些问题：

• 每个微服务都需要编写登录校验、用户信息获取的功能吗？
• 当微服务之间调用时，该如何传递用户信息？

不要着急，这些问题都可以在今天的学习中找到答案，我们会通过网关技术解决上述问题。今天的内容会分为 3 章：

• 第一章：网关路由，解决前端请求入口的问题。
• 第二章：网关鉴权，解决统一登录校验和用户信息获取的问题。
• 第三章：统一配置管理，解决微服务的配置文件重复和配置热更新问题。

通过今天的学习你将掌握下列能力：

• 会利用微服务网关做请求路由
• 会利用微服务网关做登录身份校验
• 会利用 Nacos 实现统一配置管理
• 会利用 Nacos 实现配置热更新

好了，接下来我们就一起进入今天的学习吧。

1.网关路由

1.1.认识网关

什么是网关？

顾明思议，网关就是网络的关口。数据在网络间传输，从一个网络传输到另一网络时就需要经过网关来做数据的路由和转发以及数据安全的校验。

更通俗的来讲，网关就像是以前园区传达室的大爷。

• 外面的人要想进入园区，必须经过大爷的认可，如果你是不怀好意的人，肯定被直接拦截。
• 外面的人要传话或送信，要找大爷。大爷帮你带给目标人。

现在，微服务网关就起到同样的作用。前端请求不能直接访问微服务，而是要请求网关：

• 网关可以做安全控制，也就是登录身份校验，校验通过才放行
• 通过认证后，网关再根据请求判断应该访问哪个微服务，将请求转发过去

在 SpringCloud 当中，提供了两种网关实现方案：

• Netflix Zuul：早期实现，目前已经淘汰
• SpringCloudGateway：基于 Spring 的 WebFlux 技术，完全支持响应式编程，吞吐能力更强

课堂中我们以 SpringCloudGateway 为例来讲解，官方网站：

1.2.快速入门

接下来，我们先看下如何利用网关实现请求路由。由于网关本身也是一个独立的微服务，因此也需要创建一个模块开发功能。大概步骤如下：

• 创建网关微服务
• 引入 SpringCloudGateway、NacosDiscovery 依赖
• 编写启动类
• 配置网关路由

1.2.1.创建项目

首先，我们要在 hmall 下创建一个新的 module，命名为 hm-gateway，作为网关微服务：

1.2.2.引入依赖

在 hm-gateway 模块的 pom.xml 文件中引入依赖：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>hmall</artifactId>
        <groupId>com.heima</groupId>
        <version>1.0.0</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>hm-gateway</artifactId>

    <properties>
        <maven.compiler.source>11</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>11</maven.compiler.target>
    </properties>
    <dependencies>
        <!--common-->
        <dependency>
            <groupId>com.heima</groupId>
            <artifactId>hm-common</artifactId>
            <version>1.0.0</version>
        </dependency>
        <!--网关-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
        </dependency>
        <!--nacos discovery-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
        <!--负载均衡-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <finalName>${project.artifactId}</finalName>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

1.2.3.启动类

在 hm-gateway 模块的 com.hmall.gateway 包下新建一个启动类：

代码如下：

package com.hmall.gateway;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class GatewayApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(GatewayApplication.class, args);
    }
}

1.2.4.配置路由

接下来，在 hm-gateway 模块的 resources 目录新建一个 application.yaml 文件，内容如下：

server:
  port: 8080
spring:
  application:
    name: gateway
  cloud:
    nacos:
      server-addr: 192.168.150.101:8848
    gateway:
      routes:
        - id: item # 路由规则id，自定义，唯一
          uri: lb://item-service # 路由的目标服务，lb代表负载均衡，会从注册中心拉取服务列表
          predicates: # 路由断言，判断当前请求是否符合当前规则，符合则路由到目标服务
            - Path=/items/**,/search/** # 这里是以请求路径作为判断规则
        - id: cart
          uri: lb://cart-service
          predicates:
            - Path=/carts/**
        - id: user
          uri: lb://user-service
          predicates:
            - Path=/users/**,/addresses/**
        - id: trade
          uri: lb://trade-service
          predicates:
            - Path=/orders/**
        - id: pay
          uri: lb://pay-service
          predicates:
            - Path=/pay-orders/**

1.2.5.测试

启动 GatewayApplication，以 http://localhost:8080 拼接微服务接口路径来测试。例如：

http://localhost:8080/items/page?pageNo=1&pageSize=1

此时，启动 UserApplication、CartApplication，然后打开前端页面，发现相关功能都可以正常访问了：

1.3.路由过滤

路由规则的定义语法如下：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: item
          uri: lb://item-service
          predicates:
            - Path=/items/**,/search/**

其中 routes 对应的类型如下：

是一个集合，也就是说可以定义很多路由规则。集合中的 RouteDefinition 就是具体的路由规则定义，其中常见的属性如下：

四个属性含义如下：

• id：路由的唯一标示
• predicates：路由断言，其实就是匹配条件
• filters：路由过滤条件，后面讲
• uri：路由目标地址，lb:// 代表负载均衡，从注册中心获取目标微服务的实例列表，并且负载均衡选择一个访问。

这里我们重点关注 predicates，也就是路由断言。SpringCloudGateway 中支持的断言类型有很多：

名称	说明	示例
After	是某个时间点后的请求	- After=2037-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver]
Before	是某个时间点之前的请求	- Before=2031-04-13T15:14:47.433+08:00[Asia/Shanghai]
Between	是某两个时间点之前的请求	- Between=2037-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver], 2037-01-21T17:42:47.789-07:00[America/Denver]
Cookie	请求必须包含某些 cookie	- Cookie=chocolate, ch.p
Header	请求必须包含某些 header	- Header=X-Request-Id, \d+
Host	请求必须是访问某个 host（域名）	- Host=.somehost.org,.anotherhost.org
Method	请求方式必须是指定方式	- Method=GET,POST
Path	请求路径必须符合指定规则	- Path=/red/{segment},/blue/**
Query	请求参数必须包含指定参数	- Query=name, Jack 或者- Query=name
RemoteAddr	请求者的 ip 必须是指定范围	- RemoteAddr=192.168.1.1/24
weight	权重处理

2.网关登录校验

单体架构时我们只需要完成一次用户登录、身份校验，就可以在所有业务中获取到用户信息。而微服务拆分后，每个微服务都独立部署，不再共享数据。也就意味着每个微服务都需要做登录校验，这显然不可取。

2.1.鉴权思路分析

我们的登录是基于 JWT 来实现的，校验 JWT 的算法复杂，而且需要用到秘钥。如果每个微服务都去做登录校验，这就存在着两大问题：

• 每个微服务都需要知道 JWT 的秘钥，不安全
• 每个微服务重复编写登录校验代码、权限校验代码，麻烦

既然网关是所有微服务的入口，一切请求都需要先经过网关。我们完全可以把登录校验的工作放到网关去做，这样之前说的问题就解决了：

• 只需要在网关和用户服务保存秘钥
• 只需要在网关开发登录校验功能

此时，登录校验的流程如图：

不过，这里存在几个问题：

• 网关路由是配置的，请求转发是 Gateway 内部代码，我们如何在转发之前做登录校验？
• 网关校验 JWT 之后，如何将用户信息传递给微服务？
• 微服务之间也会相互调用，这种调用不经过网关，又该如何传递用户信息？

这些问题将在接下来几节一一解决。

2.2.网关过滤器

登录校验必须在请求转发到微服务之前做，否则就失去了意义。而网关的请求转发是 Gateway 内部代码实现的，要想在请求转发之前做登录校验，就必须了解 Gateway 内部工作的基本原理。

如图所示：

1. 客户端请求进入网关后由 HandlerMapping 对请求做判断，找到与当前请求匹配的路由规则（Route），然后将请求交给 WebHandler 去处理。
2. WebHandler 则会加载当前路由下需要执行的过滤器链（Filter chain），然后按照顺序逐一执行过滤器（后面称为 Filter）。
3. 图中 Filter 被虚线分为左右两部分，是因为 Filter 内部的逻辑分为 pre 和 post 两部分，分别会在请求路由到微服务之前和之后被执行。
4. 只有所有 Filter 的 pre 逻辑都依次顺序执行通过后，请求才会被路由到微服务。
5. 微服务返回结果后，再倒序执行 Filter 的 post 逻辑。
6. 最终把响应结果返回。

如图中所示，最终请求转发是有一个名为 NettyRoutingFilter 的过滤器来执行的，而且这个过滤器是整个过滤器链中顺序最靠后的一个。如果我们能够定义一个过滤器，在其中实现登录校验逻辑，并且将过滤器执行顺序定义到NettyRoutingFilter之前，这就符合我们的需求了！

那么，该如何实现一个网关过滤器呢？

网关过滤器链中的过滤器有两种：

• GatewayFilter：路由过滤器，作用范围比较灵活，可以是任意指定的路由 Route.
• GlobalFilter：全局过滤器，作用范围是所有路由，不可配置。

其实 GatewayFilter 和 GlobalFilter 这两种过滤器的方法签名完全一致：

/**
 * 处理请求并将其传递给下一个过滤器
 * @param exchange 当前请求的上下文，其中包含request、response等各种数据
 * @param chain 过滤器链，基于它向下传递请求
 * @return 根据返回值标记当前请求是否被完成或拦截，chain.filter(exchange)就放行了。
 */
Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain);

FilteringWebHandler 在处理请求时，会将 GlobalFilter 装饰为 GatewayFilter，然后放到同一个过滤器链中，排序以后依次执行。

Gateway 中内置了很多的 GatewayFilter，详情可以参考官方文档：

Gateway 内置的 GatewayFilter 过滤器使用起来非常简单，无需编码，只要在 yaml 文件中简单配置即可。而且其作用范围也很灵活，配置在哪个 Route 下，就作用于哪个 Route.

例如，有一个过滤器叫做 AddRequestHeaderGatewayFilterFacotry，顾明思议，就是添加请求头的过滤器，可以给请求添加一个请求头并传递到下游微服务。

使用的使用只需要在 application.yaml 中这样配置：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: test_route
        uri: lb://test-service
        predicates:
          -Path=/test/**
        filters:
          - AddRequestHeader=key, value # 逗号之前是请求头的key，逗号之后是value

如果想要让过滤器作用于所有的路由，则可以这样配置：

spring:
  cloud:
    gateway:
      default-filters: # default-filters下的过滤器可以作用于所有路由
        - AddRequestHeader=key, value
      routes:
      - id: test_route
        uri: lb://test-service
        predicates:
          -Path=/test/**

2.3.自定义过滤器

无论是 GatewayFilter 还是 GlobalFilter 都支持自定义，只不过编码方式、使用方式略有差别。

2.3.1.自定义 GatewayFilter

自定义 GatewayFilter 不是直接实现 GatewayFilter，而是实现 AbstractGatewayFilterFactory。最简单的方式是这样的：

@Component
public class PrintAnyGatewayFilterFactory extends AbstractGatewayFilterFactory<Object> {
    @Override
    public GatewayFilter apply(Object config) {
        return new GatewayFilter() {
            @Override
            public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
                // 获取请求
                ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
                // 编写过滤器逻辑
                System.out.println("过滤器执行了");
                // 放行
                return chain.filter(exchange);
            }
        };
    }
}

然后在 yaml 配置中这样使用：

spring:
  cloud:
    gateway:
      default-filters:
            - PrintAny # 此处直接以自定义的GatewayFilterFactory类名称前缀类声明过滤器

另外，这种过滤器还可以支持动态配置参数，不过实现起来比较复杂，示例：

@Component
public class PrintAnyGatewayFilterFactory // 父类泛型是内部类的Config类型
                extends AbstractGatewayFilterFactory<PrintAnyGatewayFilterFactory.Config> {

    @Override
    public GatewayFilter apply(Config config) {
        // OrderedGatewayFilter是GatewayFilter的子类，包含两个参数：
        // - GatewayFilter：过滤器
        // - int order值：值越小，过滤器执行优先级越高
        return new OrderedGatewayFilter(new GatewayFilter() {
            @Override
            public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
                // 获取config值
                String a = config.getA();
                String b = config.getB();
                String c = config.getC();
                // 编写过滤器逻辑
                System.out.println("a = " + a);
                System.out.println("b = " + b);
                System.out.println("c = " + c);
                // 放行
                return chain.filter(exchange);
            }
        }, 100);
    }

    // 自定义配置属性，成员变量名称很重要，下面会用到
    @Data
    static class Config{
        private String a;
        private String b;
        private String c;
    }
    // 将变量名称依次返回，顺序很重要，将来读取参数时需要按顺序获取
    @Override
    public List<String> shortcutFieldOrder() {
        return List.of("a", "b", "c");
    }
        // 返回当前配置类的类型，也就是内部的Config
    @Override
    public Class<Config> getConfigClass() {
        return Config.class;
    }

}

然后在 yaml 文件中使用：

spring:
  cloud:
    gateway:
      default-filters:
            - PrintAny=1,2,3 # 注意，这里多个参数以","隔开，将来会按照shortcutFieldOrder()方法返回的参数顺序依次复制

上面这种配置方式参数必须严格按照 shortcutFieldOrder()方法的返回参数名顺序来赋值。

还有一种用法，无需按照这个顺序，就是手动指定参数名：

spring:
  cloud:
    gateway:
      default-filters:
            - name: PrintAny
              args: # 手动指定参数名，无需按照参数顺序
                a: 1
                b: 2
                c: 3

2.3.2.自定义 GlobalFilter

自定义 GlobalFilter 则简单很多，直接实现 GlobalFilter 即可，而且也无法设置动态参数：

@Component
public class PrintAnyGlobalFilter implements GlobalFilter, Ordered {
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        // 编写过滤器逻辑
        System.out.println("未登录，无法访问");
        // 放行
        // return chain.filter(exchange);

        // 拦截
        ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();
        response.setRawStatusCode(401);
        return response.setComplete();
    }

    @Override
    public int getOrder() {
        // 过滤器执行顺序，值越小，优先级越高
        return 0;
    }
}

2.4.登录校验

接下来，我们就利用自定义 GlobalFilter 来完成登录校验。

2.4.1.JWT 工具

登录校验需要用到 JWT，而且 JWT 的加密需要秘钥和加密工具。这些在 hm-service 中已经有了，我们直接拷贝过来：

具体作用如下：

• AuthProperties：配置登录校验需要拦截的路径，因为不是所有的路径都需要登录才能访问
• JwtProperties：定义与 JWT 工具有关的属性，比如秘钥文件位置
• SecurityConfig：工具的自动装配
• JwtTool：JWT 工具，其中包含了校验和解析 token 的功能
• hmall.jks：秘钥文件

其中 AuthProperties 和 JwtProperties 所需的属性要在 application.yaml 中配置：

hm:
  jwt:
    location: classpath:hmall.jks # 秘钥地址
    alias: hmall # 秘钥别名
    password: hmall123 # 秘钥文件密码
    tokenTTL: 30m # 登录有效期
  auth:
    excludePaths: # 无需登录校验的路径
      - /search/**
      - /users/login
      - /items/**

2.4.2.登录校验过滤器

接下来，我们定义一个登录校验的过滤器：

代码如下：

package com.hmall.gateway.filter;

import com.hmall.common.exception.UnauthorizedException;
import com.hmall.common.utils.CollUtils;
import com.hmall.gateway.config.AuthProperties;
import com.hmall.gateway.util.JwtTool;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import org.springframework.boot.context.properties.EnableConfigurationProperties;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilterChain;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GlobalFilter;
import org.springframework.core.Ordered;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpRequest;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpResponse;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.AntPathMatcher;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import reactor.core.publisher.Mono;

import java.util.List;

@Component
@RequiredArgsConstructor
@EnableConfigurationProperties(AuthProperties.class)
public class AuthGlobalFilter implements GlobalFilter, Ordered {

    private final JwtTool jwtTool;

    private final AuthProperties authProperties;

    private final AntPathMatcher antPathMatcher = new AntPathMatcher();

    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        // 1.获取Request
        ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
        // 2.判断是否不需要拦截
        if(isExclude(request.getPath().toString())){
            // 无需拦截，直接放行
            return chain.filter(exchange);
        }
        // 3.获取请求头中的token
        String token = null;
        List<String> headers = request.getHeaders().get("authorization");
        if (!CollUtils.isEmpty(headers)) {
            token = headers.get(0);
        }
        // 4.校验并解析token
        Long userId = null;
        try {
            userId = jwtTool.parseToken(token);
        } catch (UnauthorizedException e) {
            // 如果无效，拦截
            ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();
            response.setRawStatusCode(401);
            return response.setComplete();
        }

        // TODO 5.如果有效，传递用户信息
        System.out.println("userId = " + userId);
        // 6.放行
        return chain.filter(exchange);
    }

    private boolean isExclude(String antPath) {
        for (String pathPattern : authProperties.getExcludePaths()) {
            if(antPathMatcher.match(pathPattern, antPath)){
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    @Override
    public int getOrder() {
        return 0;
    }
}

重启测试，会发现访问/items 开头的路径，未登录状态下不会被拦截：

访问其他路径则，未登录状态下请求会被拦截，并且返回 401 状态码：

2.5.微服务获取用户

现在，网关已经可以完成登录校验并获取登录用户身份信息。但是当网关将请求转发到微服务时，微服务又该如何获取用户身份呢？

由于网关发送请求到微服务依然采用的是 Http 请求，因此我们可以将用户信息以请求头的方式传递到下游微服务。然后微服务可以从请求头中获取登录用户信息。考虑到微服务内部可能很多地方都需要用到登录用户信息，因此我们可以利用 SpringMVC 的拦截器来实现登录用户信息获取，并存入 ThreadLocal，方便后续使用。

据图流程图如下：

因此，接下来我们要做的事情有：

• 改造网关过滤器，在获取用户信息后保存到请求头，转发到下游微服务
• 编写微服务拦截器，拦截请求获取用户信息，保存到 ThreadLocal 后放行

2.5.1.保存用户到请求头

首先，我们修改登录校验拦截器的处理逻辑，保存用户信息到请求头中：

2.5.2.拦截器获取用户

在 hm-common 中已经有一个用于保存登录用户的 ThreadLocal 工具：

其中已经提供了保存和获取用户的方法：

接下来，我们只需要编写拦截器，获取用户信息并保存到 UserContext，然后放行即可。

由于每个微服务都有获取登录用户的需求，因此拦截器我们直接写在 hm-common 中，并写好自动装配。这样微服务只需要引入 hm-common 就可以直接具备拦截器功能，无需重复编写。

我们在 hm-common 模块下定义一个拦截器：

具体代码如下：

package com.hmall.common.interceptor;

import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import com.hmall.common.utils.UserContext;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

public class UserInfoInterceptor implements HandlerInterceptor {
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        // 1.获取请求头中的用户信息
        String userInfo = request.getHeader("user-info");
        // 2.判断是否为空
        if (StrUtil.isNotBlank(userInfo)) {
            // 不为空，保存到ThreadLocal
                UserContext.setUser(Long.valueOf(userInfo));
        }
        // 3.放行
        return true;
    }

    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
        // 移除用户
        UserContext.removeUser();
    }
}

接着在 hm-common 模块下编写 SpringMVC 的配置类，配置登录拦截器：

具体代码如下：

package com.hmall.common.config;

import com.hmall.common.interceptor.UserInfoInterceptor;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;

@Configuration
public class MvcConfig implements WebMvcConfigurer {
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(new UserInfoInterceptor());
    }
}

不过，需要注意的是，这个配置类默认是不会生效的，因为它所在的包是 com.hmall.common.config，与其它微服务的扫描包不一致，无法被扫描到，因此无法生效。

基于 SpringBoot 的自动装配原理，我们要将其添加到 resources 目录下的 META-INF/spring.factories 文件中：

内容如下：

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
  com.hmall.common.config.MyBatisConfig,\
  com.hmall.common.config.MvcConfig

2.5.3.恢复购物车代码

之前我们无法获取登录用户，所以把购物车服务的登录用户写死了，现在需要恢复到原来的样子。

找到 cart-service 模块的 com.hmall.cart.service.impl.CartServiceImpl：

修改其中的 queryMyCarts 方法：

2.6.OpenFeign 传递用户

前端发起的请求都会经过网关再到微服务，由于我们之前编写的过滤器和拦截器功能，微服务可以轻松获取登录用户信息。

但有些业务是比较复杂的，请求到达微服务后还需要调用其它多个微服务。比如下单业务，流程如下：

下单的过程中，需要调用商品服务扣减库存，调用购物车服务清理用户购物车。而清理购物车时必须知道当前登录的用户身份。但是，订单服务调用购物车时并没有传递用户信息，购物车服务无法知道当前用户是谁！

由于微服务获取用户信息是通过拦截器在请求头中读取，因此要想实现微服务之间的用户信息传递，就必须在微服务发起调用时把用户信息存入请求头。

微服务之间调用是基于 OpenFeign 来实现的，并不是我们自己发送的请求。我们如何才能让每一个由 OpenFeign 发起的请求自动携带登录用户信息呢？

这里要借助 Feign 中提供的一个拦截器接口：feign.RequestInterceptor

public interface RequestInterceptor {

  /**
   * Called for every request. 
   * Add data using methods on the supplied {@link RequestTemplate}.
   */
  void apply(RequestTemplate template);
}

我们只需要实现这个接口，然后实现 apply 方法，利用 RequestTemplate 类来添加请求头，将用户信息保存到请求头中。这样以来，每次 OpenFeign 发起请求的时候都会调用该方法，传递用户信息。

由于 FeignClient 全部都是在 hm-api 模块，因此我们在 hm-api 模块的 com.hmall.api.config.DefaultFeignConfig 中编写这个拦截器：

在 com.hmall.api.config.DefaultFeignConfig 中添加一个 Bean：

@Bean
public RequestInterceptor userInfoRequestInterceptor(){
    return new RequestInterceptor() {
        @Override
        public void apply(RequestTemplate template) {
            // 获取登录用户
            Long userId = UserContext.getUser();
            if(userId == null) {
                // 如果为空则直接跳过
                return;
            }
            // 如果不为空则放入请求头中，传递给下游微服务
            template.header("user-info", userId.toString());
        }
    };
}

好了，现在微服务之间通过 OpenFeign 调用时也会传递登录用户信息了。

3.配置管理

到目前为止我们已经解决了微服务相关的几个问题：

• 微服务远程调用
• 微服务注册、发现
• 微服务请求路由、负载均衡
• 微服务登录用户信息传递

不过，现在依然还有几个问题需要解决：

• 网关路由在配置文件中写死了，如果变更必须重启微服务
• 某些业务配置在配置文件中写死了，每次修改都要重启服务
• 每个微服务都有很多重复的配置，维护成本高

这些问题都可以通过统一的配置管理器服务解决。而 Nacos 不仅仅具备注册中心功能，也具备配置管理的功能：

微服务共享的配置可以统一交给 Nacos 保存和管理，在 Nacos 控制台修改配置后，Nacos 会将配置变更推送给相关的微服务，并且无需重启即可生效，实现配置热更新。

网关的路由同样是配置，因此同样可以基于这个功能实现动态路由功能，无需重启网关即可修改路由配置。

3.1.配置共享

我们可以把微服务共享的配置抽取到 Nacos 中统一管理，这样就不需要每个微服务都重复配置了。分为两步：

• 在 Nacos 中添加共享配置
• 微服务拉取配置

3.1.1.添加共享配置

以 cart-service 为例，我们看看有哪些配置是重复的，可以抽取的：

首先是 jdbc 相关配置：

然后是日志配置：

然后是 swagger 以及 OpenFeign 的配置：

我们在 nacos 控制台分别添加这些配置。

首先是 jdbc 相关配置，在 配置管理->配置列表 中点击 + 新建一个配置：

在弹出的表单中填写信息：

其中详细的配置如下：

spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://${hm.db.host:192.168.150.101}:${hm.db.port:3306}/${hm.db.database}?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true&serverTimezone=Asia/Shanghai
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    username: ${hm.db.un:root}
    password: ${hm.db.pw:123}
mybatis-plus:
  configuration:
    default-enum-type-handler: com.baomidou.mybatisplus.core.handlers.MybatisEnumTypeHandler
  global-config:
    db-config:
      update-strategy: not_null
      id-type: auto

注意这里的 jdbc 的相关参数并没有写死，例如：

• 数据库ip：通过 ${hm.db.host:192.168.150.101} 配置了默认值为 192.168.150.101，同时允许通过 ${hm.db.host} 来覆盖默认值
• 数据库端口：通过 ${hm.db.port:3306} 配置了默认值为 3306，同时允许通过 ${hm.db.port} 来覆盖默认值
• 数据库database：可以通过 ${hm.db.database} 来设定，无默认值

然后是统一的日志配置，命名为 shared-log.yaml，配置内容如下：

logging:
  level:
    com.hmall: debug
  pattern:
    dateformat: HH:mm:ss:SSS
  file:
    path: "logs/${spring.application.name}"

然后是统一的 swagger 配置，命名为 shared-swagger.yaml，配置内容如下：

knife4j:
  enable: true
  openapi:
    title: ${hm.swagger.title:黑马商城接口文档}
    description: ${hm.swagger.description:黑马商城接口文档}
    email: ${hm.swagger.email:zhanghuyi@itcast.cn}
    concat: ${hm.swagger.concat:虎哥}
    url: https://www.itcast.cn
    version: v1.0.0
    group:
      default:
        group-name: default
        api-rule: package
        api-rule-resources:
          - ${hm.swagger.package}

注意，这里的 swagger 相关配置我们没有写死，例如：

• title：接口文档标题，我们用了 ${hm.swagger.title} 来代替，将来可以有用户手动指定
• email：联系人邮箱，我们用了 ${hm.swagger.email:``zhanghuyi@itcast.cn``}，默认值是 zhanghuyi@itcast.cn，同时允许用户利用 ${hm.swagger.email} 来覆盖。

3.1.2.拉取共享配置

接下来，我们要在微服务拉取共享配置。将拉取到的共享配置与本地的 application.yaml 配置合并，完成项目上下文的初始化。

不过，需要注意的是，读取 Nacos 配置是 SpringCloud 上下文（ApplicationContext）初始化时处理的，发生在项目的引导阶段。然后才会初始化 SpringBoot 上下文，去读取 application.yaml。

也就是说引导阶段，application.yaml 文件尚未读取，根本不知道 nacos 地址，该如何去加载 nacos 中的配置文件呢？

SpringCloud 在初始化上下文的时候会先读取一个名为 bootstrap.yaml(或者 bootstrap.properties)的文件，如果我们将 nacos 地址配置到 bootstrap.yaml 中，那么在项目引导阶段就可以读取 nacos 中的配置了。

因此，微服务整合 Nacos 配置管理的步骤如下：

1）引入依赖：

在 cart-service 模块引入依赖：

<!--nacos配置管理-->
  <dependency>
      <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
  </dependency>
  <!--读取bootstrap文件-->
  <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-bootstrap</artifactId>
  </dependency>

2）新建 bootstrap.yaml

在 cart-service 中的 resources 目录新建一个 bootstrap.yaml 文件：

内容如下：

spring:
  application:
    name: cart-service # 服务名称
  profiles:
    active: dev
  cloud:
    nacos:
      server-addr: 192.168.150.101 # nacos地址
      config:
        file-extension: yaml # 文件后缀名
        shared-configs: # 共享配置
          - dataId: shared-jdbc.yaml # 共享mybatis配置
          - dataId: shared-log.yaml # 共享日志配置
          - dataId: shared-swagger.yaml # 共享日志配置

3）修改 application.yaml

由于一些配置挪到了 bootstrap.yaml，因此 application.yaml 需要修改为：

server:
  port: 8082
feign:
  okhttp:
    enabled: true # 开启OKHttp连接池支持
hm:
  swagger:
    title: 购物车服务接口文档
    package: com.hmall.cart.controller
  db:
    database: hm-cart

重启服务，发现所有配置都生效了。

3.2.配置热更新

有很多的业务相关参数，将来可能会根据实际情况临时调整。例如购物车业务，购物车数量有一个上限，默认是 10，对应代码如下：

现在这里购物车是写死的固定值，我们应该将其配置在配置文件中，方便后期修改。

但现在的问题是，即便写在配置文件中，修改了配置还是需要重新打包、重启服务才能生效。能不能不用重启，直接生效呢？

这就要用到 Nacos 的配置热更新能力了，分为两步：

• 在 Nacos 中添加配置
• 在微服务读取配置

3.2.1.添加配置到 Nacos

首先，我们在 nacos 中添加一个配置文件，将购物车的上限数量添加到配置中：

注意文件的 dataId 格式：

[服务名]-[spring.active.profile].[后缀名]

文件名称由三部分组成：

• 服务名：我们是购物车服务，所以是 cart-service
• spring.active.profile：就是 spring boot 中的 spring.active.profile，可以省略，则所有 profile 共享该配置
• 后缀名：例如 yaml

这里我们直接使用 cart-service.yaml 这个名称，则不管是 dev 还是 local 环境都可以共享该配置。

配置内容如下：

hm:
  cart:
    maxAmount: 1 # 购物车商品数量上限

提交配置，在控制台能看到新添加的配置：

3.2.2.配置热更新

接着，我们在微服务中读取配置，实现配置热更新。

在 cart-service 中新建一个属性读取类：

代码如下：

package com.hmall.cart.config;

import lombok.Data;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Data
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "hm.cart")
public class CartProperties {
    private Integer maxAmount;
}

接着，在业务中使用该属性加载类：

测试，向购物车中添加多个商品：

我们在 nacos 控制台，将购物车上限配置为 5：

无需重启，再次测试购物车功能：

加入成功！

无需重启服务，配置热更新就生效了！

3.3.动态路由

网关的路由配置全部是在项目启动时由 org.springframework.cloud.gateway.route.CompositeRouteDefinitionLocator 在项目启动的时候加载，并且一经加载就会缓存到内存中的路由表内（一个 Map），不会改变。也不会监听路由变更，所以，我们无法利用上节课学习的配置热更新来实现路由更新。

因此，我们必须监听 Nacos 的配置变更，然后手动把最新的路由更新到路由表中。这里有两个难点：

• 如何监听 Nacos 配置变更？
• 如何把路由信息更新到路由表？

3.3.1.监听 Nacos 配置变更

在 Nacos 官网中给出了手动监听 Nacos 配置变更的 SDK：

如果希望 Nacos 推送配置变更，可以使用 Nacos 动态监听配置接口来实现。

public void addListener(String dataId, String group, Listener listener)

请求参数说明：

参数名	参数类型	描述
dataId	string	配置 ID，保证全局唯一性，只允许英文字符和 4 种特殊字符（”.”、”:”、”-“、”_”）。不超过 256 字节。
group	string	配置分组，一般是默认的 DEFAULT_GROUP。
listener	Listener	监听器，配置变更进入监听器的回调函数。

示例代码：

String serverAddr = "{serverAddr}";
String dataId = "{dataId}";
String group = "{group}";
// 1.创建ConfigService，连接Nacos
Properties properties = new Properties();
properties.put("serverAddr", serverAddr);
ConfigService configService = NacosFactory.createConfigService(properties);
// 2.读取配置
String content = configService.getConfig(dataId, group, 5000);
// 3.添加配置监听器
configService.addListener(dataId, group, new Listener() {
        @Override
        public void receiveConfigInfo(String configInfo) {
        // 配置变更的通知处理
                System.out.println("recieve1:" + configInfo);
        }
        @Override
        public Executor getExecutor() {
                return null;
        }
});

这里核心的步骤有 2 步：

• 创建 ConfigService，目的是连接到 Nacos
• 添加配置监听器，编写配置变更的通知处理逻辑

由于我们采用了 spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config 自动装配，因此 ConfigService 已经在 com.alibaba.cloud.nacos.NacosConfigAutoConfiguration 中自动创建好了：

NacosConfigManager 中是负责管理 Nacos 的 ConfigService 的，具体代码如下：

因此，只要我们拿到 NacosConfigManager 就等于拿到了 ConfigService，第一步就实现了。

第二步，编写监听器。虽然官方提供的 SDK 是 ConfigService 中的 addListener，不过项目第一次启动时不仅仅需要添加监听器，也需要读取配置，因此建议使用的 API 是这个：

String getConfigAndSignListener(
    String dataId, // 配置文件id
    String group, // 配置组，走默认
    long timeoutMs, // 读取配置的超时时间
    Listener listener // 监听器
) throws NacosException;

既可以配置监听器，并且会根据 dataId 和 group 读取配置并返回。我们就可以在项目启动时先更新一次路由，后续随着配置变更通知到监听器，完成路由更新。

3.3.2.更新路由

更新路由要用到 org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinitionWriter 这个接口：

package org.springframework.cloud.gateway.route;

import reactor.core.publisher.Mono;

/**
 * @author Spencer Gibb
 */
public interface RouteDefinitionWriter {
        /**
     * 更新路由到路由表，如果路由id重复，则会覆盖旧的路由
     */
        Mono<Void> save(Mono<RouteDefinition> route);
        /**
     * 根据路由id删除某个路由
     */
        Mono<Void> delete(Mono<String> routeId);

}

这里更新的路由，也就是 RouteDefinition，之前我们见过，包含下列常见字段：

• id：路由 id
• predicates：路由匹配规则
• filters：路由过滤器
• uri：路由目的地

将来我们保存到 Nacos 的配置也要符合这个对象结构，将来我们以 JSON 来保存，格式如下：

{
  "id": "item",
  "predicates": [{
    "name": "Path",
    "args": {"_genkey_0":"/items/**", "_genkey_1":"/search/**"}
  }],
  "filters": [],
  "uri": "lb://item-service"
}

以上 JSON 配置就等同于：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: item
          uri: lb://item-service
          predicates:
            - Path=/items/**,/search/**

OK，我们所需要用到的 SDK 已经齐全了。

3.3.3.实现动态路由

首先， 我们在网关 gateway 引入依赖：

<!--统一配置管理-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
</dependency>
<!--加载bootstrap-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-bootstrap</artifactId>
</dependency>

然后在网关 gateway 的 resources 目录创建 bootstrap.yaml 文件，内容如下：

spring:
  application:
    name: gateway
  cloud:
    nacos:
      server-addr: 192.168.150.101
      config:
        file-extension: yaml
        shared-configs:
          - dataId: shared-log.yaml # 共享日志配置

接着，修改 gateway 的 resources 目录下的 application.yml，把之前的路由移除，最终内容如下：

server:
  port: 8080 # 端口
hm:
  jwt:
    location: classpath:hmall.jks # 秘钥地址
    alias: hmall # 秘钥别名
    password: hmall123 # 秘钥文件密码
    tokenTTL: 30m # 登录有效期
  auth:
    excludePaths: # 无需登录校验的路径
      - /search/**
      - /users/login
      - /items/**

然后，在 gateway 中定义配置监听器：

其代码如下：

package com.hmall.gateway.route;

import cn.hutool.json.JSONUtil;
import com.alibaba.cloud.nacos.NacosConfigManager;
import com.alibaba.nacos.api.config.listener.Listener;
import com.alibaba.nacos.api.exception.NacosException;
import com.hmall.common.utils.CollUtils;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinition;
import org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinitionWriter;
import org.springframework.stereotype.Component;
import reactor.core.publisher.Mono;

import javax.annotation.PostConstruct;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.Executor;

@Slf4j
@Component
@RequiredArgsConstructor
public class DynamicRouteLoader {

    private final RouteDefinitionWriter writer;
    private final NacosConfigManager nacosConfigManager;

    // 路由配置文件的id和分组
    private final String dataId = "gateway-routes.json";
    private final String group = "DEFAULT_GROUP";
    // 保存更新过的路由id
    private final Set<String> routeIds = new HashSet<>();

    @PostConstruct
    public void initRouteConfigListener() throws NacosException {
        // 1.注册监听器并首次拉取配置
        String configInfo = nacosConfigManager.getConfigService()
                .getConfigAndSignListener(dataId, group, 5000, new Listener() {
                    @Override
                    public Executor getExecutor() {
                        return null;
                    }

                    @Override
                    public void receiveConfigInfo(String configInfo) {
                        updateConfigInfo(configInfo);
                    }
                });
        // 2.首次启动时，更新一次配置
        updateConfigInfo(configInfo);
    }

    private void updateConfigInfo(String configInfo) {
        log.debug("监听到路由配置变更，{}", configInfo);
        // 1.反序列化
        List<RouteDefinition> routeDefinitions = JSONUtil.toList(configInfo, RouteDefinition.class);
        // 2.更新前先清空旧路由
        // 2.1.清除旧路由
        for (String routeId : routeIds) {
            writer.delete(Mono.just(routeId)).subscribe();
        }
        routeIds.clear();
        // 2.2.判断是否有新的路由要更新
        if (CollUtils.isEmpty(routeDefinitions)) {
            // 无新路由配置，直接结束
            return;
        }
        // 3.更新路由
        routeDefinitions.forEach(routeDefinition -> {
            // 3.1.更新路由
            writer.save(Mono.just(routeDefinition)).subscribe();
            // 3.2.记录路由id，方便将来删除
            routeIds.add(routeDefinition.getId());
        });
    }
}

重启网关，任意访问一个接口，比如 http://localhost:8080/search/list?pageNo=1&pageSize=1：

发现是 404，无法访问。

接下来，我们直接在 Nacos 控制台添加路由，路由文件名为 gateway-routes.json，类型为 json：

配置内容如下：

[
    {
        "id": "item",
        "predicates": [{
            "name": "Path",
            "args": {"_genkey_0":"/items/**", "_genkey_1":"/search/**"}
        }],
        "filters": [],
        "uri": "lb://item-service"
    },
    {
        "id": "cart",
        "predicates": [{
            "name": "Path",
            "args": {"_genkey_0":"/carts/**"}
        }],
        "filters": [],
        "uri": "lb://cart-service"
    },
    {
        "id": "user",
        "predicates": [{
            "name": "Path",
            "args": {"_genkey_0":"/users/**", "_genkey_1":"/addresses/**"}
        }],
        "filters": [],
        "uri": "lb://user-service"
    },
    {
        "id": "trade",
        "predicates": [{
            "name": "Path",
            "args": {"_genkey_0":"/orders/**"}
        }],
        "filters": [],
        "uri": "lb://trade-service"
    },
    {
        "id": "pay",
        "predicates": [{
            "name": "Path",
            "args": {"_genkey_0":"/pay-orders/**"}
        }],
        "filters": [],
        "uri": "lb://pau-service"
    }
]

无需重启网关，稍等几秒钟后，再次访问刚才的地址：

网关路由成功了！

4.作业

将项目一拆分为一个微服务项目，并完成下列需求：

• 基于 OpenFeign 实现服务间远程调用
• 定义网关，实现对微服务的请求路由
• 基于网关实现登录用户校验和用户信息传递

以苍穹外卖为例，项目可以拆分为：

• 业务服务：

  • 用户服务：用户、地址、登录等相关业务
  • 产品服务：店铺、分类、菜品、套餐等业务
  • 交易服务：订单、购物车业务
  • 数据服务：工作台、报表统计等业务

• 基础服务：

  • 支付服务：支付相关业务
  • 文件服务：文件上传功能