第十章：路由网关(Zuul)进阶：过滤器、异常处理
前言
简单介绍了关于
Zuul的一些简单使用以及一些路由规则的简单说明。而对于一个统一网关而言，需要处理各种各类的请求，对不同的url进行拦截，或者对调用服务的异常进行二次处理等等。今天，我们就来了解下这方面的相关知识点。
一点知识
开始实践前，我们先来了解下Zuul默认的过滤器(注意，这里讲解的Zuul都是1.X版本的)。上一章节，也提到了Zuul的核心就是一系列过滤器。现在我们来看看Zuul的过滤器相关信息。
过滤器的定义
Zuul中定义了四种标准过滤器类型，这些过滤器类型对应于请求的典型生命周期。
- PRE：可以在请求被路由之前调用。我们可利用这种过滤器实现身份验证、在集群中选择请求的微服务、记录调试信息等。
-
ROUTING：在路由请求时候被调用。这种过滤器用于构建发送给微服务的请求，并使用
Apache HttpClient或Netfilx Ribbon请求微服务。 -
POST：在
routing和error过滤器之后被调用。这种过滤器可用来为响应添加标准的HTTP Header、收集统计信息和指标、将响应从微服务发送给客户端等。 - ERROR：处理请求时发生错误时被调用。
现在看下官网wiki提供的四种过滤器的生命周期图。
zuul请求生命周期
一个请求会先按顺序通过所有的前置过滤器，之后在路由过滤器中转发给后端应用，得到响应后又会通过所有的后置过滤器，最后响应给客户端。在整个流程中如果发生了异常则会跳转到错误过滤器中。
一般来说，如果需要在请求到达后端应用前就进行处理的话，会选择pre(前置过滤器)，例如鉴权、请求转发、增加请求参数等行为。在请求完成后需要处理的操作放在(post)后置过滤器中完成，例如统计返回值和调用时间、记录日志、增加跨域头等行为。路由过滤器一般只需要选择 Zuul 中内置的即可，错误过滤器一般只需要一个，这样可以在遇到错误逻辑时直接抛出异常中断流程，并直接统一处理返回结果
说下error过滤器：pre、routing的任意一个阶段如果抛异常了，则执行error过滤器，然后再执行post给出响应。而post异常了，就直接调用error了。
过滤器接口定义
知道了过滤器的定义，我们看看过滤器是怎么被定义的。查看类com.netflix.zuul.ZuulFilter类，可知其个抽象类：
以下为需要实现的方法，其他具体的可自行查阅下
//过滤器类型
String filterType();
//执行顺序 越小越先执行
int filterOrder();
//是否执行 返回false 不执行此过滤器
boolean shouldFilter();
//过滤器执行逻辑
Object run();
具体说明下：
-
filterType：该函数需要返回一个字符串来代表过滤器的类型，而这个类型就是在HTTP请求过程中定义的各个阶段。在Zuul中默认定义了四种不同生命周期的过滤器类型，具体如下：
- pre：可以在请求被路由之前调用。
- routing：在路由请求时候被调用。
- post：在routing和error过滤器之后被调用。
- error：处理请求时发生错误时被调用。
- filterOrder：通过int值来定义过滤器的执行顺序，数值越小优先级越高。
-
shouldFilter：返回一个
boolean类型来判断该过滤器是否要执行。我们可以通过此方法来指定过滤器的有效范围。 - run：过滤器的具体逻辑。在该函数中，我们可以实现自定义的过滤逻辑，来确定是否要拦截当前的请求，不对其进行后续的路由，或是在请求路由返回结果之后，对处理结果做一些加工等。
所以，了解了过滤器抽象类的定义，自定义抽象类就简单了。
zuul自带过滤器
通过IDE我们来看下已经实现ZuulFilter的过滤器类。具体的类在：
image
看看已经提供的过滤器：
自带的filter
可以看见，Spring cloud zuul提供了很多过滤器，基本上就开箱即用了。简单说明下：
| 类型 | 顺序 | 过滤器 | 功能 |
|---|---|---|---|
| pre | -3 | ServletDetectionFilter | 标记处理Servlet的类型 |
| pre | -2 | Servlet30WrapperFilter | 包装HttpServletRequest请求 |
| pre | -1 | FormBodyWrapperFilter | 包装请求体 |
| pre | 1 | DebugFilter | 标记调试标志 |
| pre | 5 | PreDecorationFilter | 处理请求上下文供后续使用 |
| route | 10 | RibbonRoutingFilter | serviceId请求转发 |
| route | 100 | SimpleHostRoutingFilter | url请求转发 |
| route | 500 | SendForwardFilter | forward请求转发 |
| error | 0 | SendErrorFilter | 处理有错误的请求响应 |
| post | 1000 | SendResponseFilter | 处理正常的请求响应 |
禁用过滤器
组件实现的过滤器，满足执行条件时都是会执行的，若我们想禁用某个过滤器时，可以在配置文件中配置。
规则：zuul.<SimpleClassName>.<filterType>.disable=true
说明：SimpleClassName为类名，filterType过滤器类型
#禁用DebugFilter过滤器
zuul.DebugFilter.pre.disable=true
Zuul进阶示例
为了区分不混淆，创建一个新的项目进行示例：spring-cloud-zuul-advanced。
对于通用部分，如pom依赖等都是和项目spring-cloud-zuul一样的，不一样的会具体指出的。大家可查看《第九章：路由网关(Zuul)的使用》，这里就不重复贴了。
自定义filter
通过以上几个小节的说明，我们通过继承ZuulFilter类进行自定义过滤器的编写。这里直接校验请求的参数是否带有token，若无此参数时，直接进行请求拦截。
/**
* 自定义过滤器-校验请求参数是否合法：包含token参数
* @author oKong
*
*/
@Slf4j
public class AccessZuulFilter extends ZuulFilter{
@Override
public boolean shouldFilter() {
//此方法可以根据请求的url进行判断是否需要拦截
return true;
}
@Override
public Object run() throws ZuulException {
//获取请求的上下文类 注意是：com.netflix.zuul.context包下的
RequestContext ctx = RequestContext.getCurrentContext();
//获取request对象
HttpServletRequest request = ctx.getRequest();
//避免中文乱码
ctx.addZuulResponseHeader("Content-type", "text/json;charset=UTF-8");
ctx.getResponse().setCharacterEncoding("UTF-8");
//打印日志
log.info("请求方式：{},地址：{}", request.getMethod(),request.getRequestURI());
String token = request.getParameter("token");
if(StringUtils.isBlank(token)) {
//使其不进行转发 自定义route类型时，在shouldFilter中也需要进行此参数判断。
ctx.setSendZuulResponse(false);
ctx.setResponseBody("{\"code\":\"999500\",\"msg\":\"非法访问\"}");
ctx.setResponseStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED.value());//401
//或者添加一个额外参数也可以 传递参数可以使用
// ctx.set("checkAuth",false);
}
//这返回值没啥用
return null;
}
@Override
public String filterType() {
//前置过滤器
return PRE_TYPE;
}
@Override
public int filterOrder() {
//执行顺序 0 靠前执行 在spring cloud zuul提供的pre过滤器之后执行，默认的是小于0的。
//除了参数校验类的过滤器 一般上直接放在 PreDecoration前
//即：PRE_DECORATION_FILTER_ORDER - 1;
//常量类都在：org.springframework.cloud.netflix.zuul.filters.support.FilterConstants 下
return 0;
}
}
同时在启动类中使用@Bean标记，使其生效。
@Bean
public AccessZuulFilter accessZuulFilter() {
return new AccessZuulFilter();
}
注意：Spring cloud为我们提供了常量类：org.springframework.cloud.netflix.zuul.filters.support.FilterConstants静态引入对于的常量即可。里面包含了各过滤器的执行顺序值、过滤器类型常量以及一些头部参数或者变量参数名：请求服务ID、请求URI等。这些参数都是很有用的，比如请求服务ID,若为空，则直接使用SimpleHostRoutingFilter进行请求转发，否则是RibbonRoutingFilter进行服务转发。这些变量都是通过PreDecorationFilter前置过滤器进行赋值处理的。
启动应用，访问：http://127.0.0.1:8889/myapi/hello?name=oKong 可以看见，请求被拦截了，返回了非法访问提示。
未带token
接着，我们请求参数带上token：http://127.0.0.1:8889/myapi/hello?name=oKong&token=okong ,可以看见请求被正常转发了。
image
异常处理
从目前的文件中，我们可以知晓：目前可以通过serviceId、url进行请求转发，根据PreDecorationFilter前置过滤器鉴别不同的类型，最后通过ribbon或者常规的http访问目标服务。在访问目标服务，发生异常是在正常不过的了。从第一小节我们可以获悉，当过滤器发生异常时，会调用error过滤器进行异常信息处理，默认情况下就是：SendErrorFilter。首先，我们看看，默认情况下，以上两种异常是如何进行异常信息展现的。
首先，我们spring-cloud-eureka-client服务停止了，之后访问下：http://127.0.0.1:8889/eureka/hello?name=oKong&token=okong ，可以看见返回的就是正常boot默认异常，即：/error页面。
error
接着，访问下：http://127.0.0.1:8889/myapi/hello?name=oKong&token=okong ，相同的都是跳转至/error页面。
error
可以发现，第二种错误信息更加直观也更有用，可以获悉是服务不可用造成的。
现在，我们来看看，SendErrorFilter类的run方法。
sendErrorFilter
可以获悉，其主要的生效条件是包含异常对象：throwable ，而第二个条件只是为了避免二次执行。为了了解下其调用关系，我们查看下com.netflix.zuul.http.ZuulServlet类的service方法，这个类它定义了Zuul处理外部请求过程时，各个类型过滤器的执行逻辑。
ZuulServlet类service方法
以上截图了此类的service方法，可以看见，每调用一个过滤器类型时，外部都是用try..catch包裹了，异常发生时都调用了error方法，现在我们看看error()方法。
error方法
可以看见，当一个触发器发生异常时，统一设置了异常对象throwable，而后去调用error类型的过滤器。
针对网关自己的api接口时，和普通的web应用是一样的了。也是跳转至/error上，此时可以使用@ControllerAdvice进行统一异常处理。关于统一异常的处理，可以查看《SpringBoot | 第八章：统一异常、数据校验处理》，这里就不阐述了。
服务异常回退
通过前一章节，我们值得可以通过注册中心的服务ID进行自动转发，当远程服务不可用时，我们可以通过Hystrix进行服务回退处理。官网文档也说明了，只需实现FallbackProvider接口类即可。
Providing Hystrix Fallbacks For Routes
创建一个服务eureka-client的异常回退类：myEurekaClientFallback。
/**
* 服务 eureka-client 的异常退回处理类
* @author oKong
*/
public class MyEurekaClientFallback implements FallbackProvider {
@Override
public String getRoute() {
// TODO Auto-generated method stub
return "eureka-client";
}
@Override
public ClientHttpResponse fallbackResponse(String route, Throwable cause) {
//标记不同的异常为不同的http状态值
if (cause instanceof HystrixTimeoutException) {
return response(HttpStatus.GATEWAY_TIMEOUT);
} else {
//可继续添加自定义异常类
return response(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR);
}
}
//处理
private ClientHttpResponse response(final HttpStatus status) {
return new ClientHttpResponse() {
@Override
public HttpStatus getStatusCode() throws IOException {
return status;
}
@Override
public int getRawStatusCode() throws IOException {
return status.value();
}
@Override
public String getStatusText() throws IOException {
return status.getReasonPhrase();
}
@Override
public void close() {
}
@Override
public InputStream getBody() throws IOException {
//可替换成相应的json串的 看业务规定了
return new ByteArrayInputStream("{\"code\":\"999999\",\"msg\":\"服务暂时不可用\"}".getBytes());
}
@Override
public HttpHeaders getHeaders() {
HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
headers.setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON);
return headers;
}
};
}
}
同时在启动类中使用@Bean标记，使其生效。
@Bean
public MyEurekaClientFallback eurekaClientFallback() {
return new MyEurekaClientFallback();
}
此时，我们停止spring-cloud-eureka-client服务，访问：http://127.0.0.1:8889/eureka/hello?name=oKong&token=okong ，可以看见看见已经正确返回错误信息了。
服务回退
另外，需要细化异常的，可对fallbackResponse的Throwable进行异常判断的，以获取具体的异常信息，如超时、处理异常等等。而且，设置了服务回退，此时对于route过滤器而言是正常调用，未发生异常，所以也就不会调用error过滤器了。
常规http请求异常
当使用Ribbon进行服务调用时，我们可以使用FallbackProvider进行调用，而当我们常规的使用url进行转发时，我们也应该进行异常结果处理，以保持返回值一致。已经知道，发生异常时，会调用SendErrorFilter异常过滤器，对异常经常处理，同时重定向至/error中，所以，一般上我们可以自定义ErrorController类或者参照SendErrorFilter进行二次开发，对返回值进行个性化处理即可。这里简单演示下通过自定义异常过滤器进行异常处理。
/**
* 自定义异常类 过滤器 直接扩展 SendErrorFilter 类
* @author oKong
*
*/
@Slf4j
public class CustomErrorFilter extends SendErrorFilter{
@Override
public Object run() {
//重写 run方法
try{
RequestContext ctx = RequestContext.getCurrentContext();
//直接复用异常处理类
ExceptionHolder exception = findZuulException(ctx.getThrowable());
log.info("异常信息:{}", exception.getThrowable());
//这里可对不同异常返回不同的错误码
HttpServletResponse response = ctx.getResponse();
response.getOutputStream().write(("{\"code\":\"999999\",\"msg\":\"" + exception.getErrorCause() + "\"}").getBytes());
}catch (Exception ex) {
ReflectionUtils.rethrowRuntimeException(ex);
}
return null;
}
}
同时，禁用SendErrorFilter过滤器。
## 停用默认的异常处理器SendErrorFilter
zuul.SendErrorFilter.error.disable=true
在启动类，使用@Bean生效自定义过滤器。
@Bean
@ConditionalOnProperty(name="zuul.SendErrorFilter.error.disable")
public CustomErrorFilter customErrorFilter() {
return new CustomErrorFilter();
}
重启应用，访问：http://127.0.0.1:8889/myapi/hello?name=oKong&token=okong ，可以看见已经是按自定义返回值返回了。
error
另外注意的是，前面也有提到，当访问不存在的路径或者转发路径时，依旧是普通的异常，可通过统一异常进行拦截，返回值拼装的。
参考资料
总结
本章节主要介绍了关于
Zuul过滤器和相关异常处理的相关知识点。可能还是存在不完整的情况，大家在遇见相关问题时，可查阅下官方文档的。Zuul本身还有一些其他的高级功能的，本人也用的不多，相关配置也是看了官方文档时才知道如何配置和使用的。所以，不知道相关配置时，可以去查阅下相关文档，比如一些忽略头部信息、忽略服务等等配置，都未涉及。主要还是用的不多。。原来我们都是自建一个restful服务进行统一网关调用的，当频繁修改api时此方法就有点麻烦需要多次变动了。主要看业务需求吧，这东西可大可小的。最简单当然创建个简单的web就行了，而当需要实现一些高级功能，比如灰度发布，动态引流时可能就需要考虑下使用Zuul或者gateway。有时间去看看gateway，据说性能好呀。关于网关的暂时就告一段落了，接下来会分享一些服务之间调用异常处理的，敬请期待~
最后
目前互联网上大佬都有分享
SpringCloud系列教程，内容可能会类似，望多多包涵了。原创不易，码字不易，还希望大家多多支持。若文中有错误之处，还望提出，谢谢。
老生常谈
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