一、zuul如何路由到上游服务器

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zuul在分布式项目中充当着一个网关的角色，而它最主要的功能像nginx一样针对上游服务器做反向代理。我们可以将它理解为一个服务的门面，作为客户端来说不需要再面向各式各样的服务，只需要面向zuul即可，简化了客户端与服务端的交互关系。

既然，zuul成为了客户端与服务端的中间层，那么zuul显然可以进行拦截、记录、安全管理、路由...等等各种处理。本文，将从路由这个点切入，看看路由的过程。

ZuulServlet

首先，客户端和服务端的交互显然少不了的http，所以先找到zuul针对Servlet的实现

可以看到，ZuulServlet直接继承了HttpServlet。所以，ZuulServlet依然走的是http通信协议，我们跟进ZuulServlet的service方法。

@Override
public void service(javax.servlet.ServletRequest servletRequest, javax.servlet.ServletResponse servletResponse) throws ServletException, IOException {
    try {
        init((HttpServletRequest) servletRequest, (HttpServletResponse) servletResponse);

        // 初始化一个上下文
        RequestContext context = RequestContext.getCurrentContext();
        context.setZuulEngineRan();
        // 路由前置处理-------------------
        try {
            // pre类型的ZuulFilter
            preRoute();
        } catch (ZuulException e) {
            // error类型的ZuulFilter
            error(e);
            // post类型的ZuulFilter
            postRoute();
            return;
        }
        // 路由处理-----------------------
        try {
            // route类型的ZuulFilter
            route();
        } catch (ZuulException e) {
            // error类型的ZuulFilter
            error(e);
            // post类型的ZuulFilter
            postRoute();
            return;
        }
        // 路由后置处理--------------------
        try {
            // post类型的ZuulFilter
            postRoute();
        } catch (ZuulException e) {
            // error类型的ZuulFilter
            error(e);
            return;
        }

    } catch (Throwable e) {
        // ...
    } finally {
        RequestContext.getCurrentContext().unset();
    }
}

显然，service方法很清晰地描绘了一个这样的路由过程：

浏览器发起响应 -> preFilter -> routeFilter -> postFilter -> 浏览器接受响应

　　　　　　              |---------|-----------|-------> errorFilter -> 浏览器接受响应

PreDecorationFilter

preFilter无非就是对Servlet的请求信息进行处理，为routeFilter做准备。默认的preFilter有这么5个

这里我们以PreDecorationFilter为例，看看它的处理过程。

public Object run() {
    RequestContext ctx = RequestContext.getCurrentContext();
    final String requestURI = this.urlPathHelper.getPathWithinApplication(ctx.getRequest());
    // 获取路由信息
    Route route = this.routeLocator.getMatchingRoute(requestURI);
    if (route != null) {
        // ... 处理路由信息，添加到context当中
    } else {
        // ...
    }
    return null;
}

PreDecorationFilter主要是做了一个路由准备。例如：http://localhost:8080/consumer/user/get?userId=1

这里的route信息将会是

经过PreDecorationFilter以后，我们已经知道了一个请求该路由到哪里去。

RibbonRoutingFilter

routeFilter默认有以下三种，这里以RibbonRoutingFilter为例

跟进RibbonRoutingFilter的run方法

@Override
public Object run() {
    RequestContext context = RequestContext.getCurrentContext();
    this.helper.addIgnoredHeaders();
    try {
        RibbonCommandContext commandContext = buildCommandContext(context);
        // 转发请求
        ClientHttpResponse response = forward(commandContext);
        // 设置响应结果到上下文
        setResponse(response);
        return response;
    }
    catch (ZuulException ex) {
        throw new ZuulRuntimeException(ex);
    }
    catch (Exception ex) {
        throw new ZuulRuntimeException(ex);
    }
}

run方法中做了一次请求转发，我们跟进forward看看

protected ClientHttpResponse forward(RibbonCommandContext context) throws Exception {
    Map<String, Object> info = this.helper.debug(context.getMethod(),
            context.getUri(), context.getHeaders(), context.getParams(),
            context.getRequestEntity());
    // 构造RibbonCommand
    RibbonCommand command = this.ribbonCommandFactory.create(context);
    try {
        // 执行RibbonCommand
        ClientHttpResponse response = command.execute();

        return response;
    }
    catch (HystrixRuntimeException ex) {
        return handleException(info, ex);
    }

}

这里构造并执行了一个RibbonComand，具体的实例对象是HttpClientRibbonCommand，我们看看它的类图

HttpClientRibbonCommand主要是包含了三种实现

1、ClientRequest：实现了请求响应

2、RibbonCommand表示了一个负载均衡的实现

3、HystrixCommand表示了一个熔断的实现

到这里我们基本可以知道HttpClientRibbonCommand的请求过程

Hystrix熔断前置判断 -> Ribbon负载均衡处理 -> http请求到上游服务 -> 返回响应结果 -> 设置到上下文当中

SendResponseFilter

经过routeFilter以后，我们已经获得了上游服务器的response结果。然后就是postFilter，默认的postFilter只有一个SendResponseFilter，顾名思义其实就是发送响应结果返回到客户端。

打开SendResponseFilter的run方法

@Override
public Object run() {
    try {
        addResponseHeaders();
        writeResponse();
    }
    catch (Exception ex) {
        ReflectionUtils.rethrowRuntimeException(ex);
    }
    return null;
}

只做了一件事，写入响应数据，跟进writeResponse方法

private void writeResponse() throws Exception {
    RequestContext context = RequestContext.getCurrentContext();

    // ...
    HttpServletResponse servletResponse = context.getResponse();

    // ...

    OutputStream outStream = servletResponse.getOutputStream();
    // 获取输入流
    InputStream is = null;
    try {
        if (context.getResponseBody() != null) {
            String body = context.getResponseBody();
            // 响应内容转化为字节流
            is = new ByteArrayInputStream(body.getBytes(servletResponse.getCharacterEncoding()));
        } else {
            // ...
        }

        // ...

        if (is != null) {
            // 写入响应流
            writeResponse(is, outStream);
        }
    } finally {
        // 清理...
    }
}

这里生成了字节流并写入outStream，继续跟进writeResponse

private void writeResponse(InputStream zin, OutputStream out) throws Exception {
    byte[] bytes = buffers.get();
    int bytesRead = -1;
    while ((bytesRead = zin.read(bytes)) != -1) {
        out.write(bytes, 0, bytesRead);
    }
}

单纯地写入输出流

总结

Zuul作为网关，主要实现都包含在了ZuulFilter的实现当中。以一个ThreadLocal实现的RequestContext来传递节点数据。如果想做一些自定义的处理可以通过实现ZuulFilter。