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SpringCloud系列教程：微服务的未来（十七）监听Nacos配置变更、更新路由、实现动态路由

前言

在微服务架构中，API 网关是各个服务之间的入口点，承担着路由、负载均衡、安全认证等重要功能。为了实现动态的路由配置管理，通常需要通过中心化的配置管理系统来实现灵活的路由更新，而无需重启网关服务。Nacos 作为一个开源的动态服务发现与配置管理平台，可以方便地实现这一目标。本文将介绍如何利用 Nacos 配置中心来动态更新 Spring Cloud Gateway 的路由配置，确保路由信息的实时更新，并提升系统的可维护性和灵活性。

动态路由

监听Nacos配置变更

要实现动态路由首先要将路由配置保存到Nacos，当Nacos中的路由配置变更时，推送最新配置到网关，实时更新网关中的路由信息。
有两件事需要做：

  1. 监听Nacos配置变更的消息
  2. 当配置变更时，将最新的路由信息更新到网关路由表

在Nacos官网中给出了手动监听Nacos配置变更的SDK：（详情在文档里面）
Nacos文档

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)
参数名参数类型描述
dataIdString配置 ID，采用类似 package.class（如com.taobao.tc.refund.log.level）的命名规则保证全局唯一性，class 部分建议是配置的业务含义。 全部字符小写。只允许英文字符和 4 种特殊字符（“.”、“:”、“-”、“_”）。不超过 256 字节。
groupString配置分组，建议填写产品名：模块名（如 Nacos:Test）保证唯一性。 只允许英文字符和4种特殊字符（“.”、“:”、“-”、“_”），不超过128字节。
listenerListener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}";
Properties properties = new Properties();
properties.put("serverAddr", serverAddr);
//服务器地址与nacos服务做连接
ConfigService configService = NacosFactory.createConfigService(properties);
//读取配置
String content = configService.getConfig(dataId, group, 5000);
System.out.println(content);
configService.addListener(dataId, group, new Listener() {
	@Override
	public void receiveConfigInfo(String configInfo) {
		System.out.println("recieve1:" + configInfo);
	}
	@Override
	public Executor getExecutor() {
		return null;
	}
});

// 测试让主线程不退出，因为订阅配置是守护线程，主线程退出守护线程就会退出。 正式代码中无需下面代码
while (true) {
    try {
        Thread.sleep(1000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
ConfigService类中
在这里插入图片描述
因此我们想要拿到ConfigService，只需要拿到NacosConfigManager即可。
最终代码如下：

private final NacosconfigManagernacosconfigManager;
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(){
	@0verride
	public Executor getExecutor(){
	return null;
	}
	@0verride
	public void receiveConfigInfo(string configInfo){
	//TOD0 监听到配置变更，更新一次配置
	});
	//TOD0 2.首次启动时，更新一次配置
}

在hm-gateway服务中导入依赖
在这里插入图片描述
对应的bootstarp文件内容如下：

spring:
  application:
    name: gateway
  profiles:
    active: dev
  cloud:
    nacos:
      server-addr: 192.168.244.134:8848
      config:
        file-extension: yaml
        shared-configs: #共享配置
          - dataId: shared-log.yaml # 共享日志配置

更新路由

监听到路由信息后，可以利用RouteDefinitionWriter来更新路由表

/**
* @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);
}

为了方便解析从Nacos读取到的路由配置，推荐使用json格式的路由配置，模板如下:

{
	"id": "item",
	"uri": "lb://item-service",
	"predicates":[{"name": "Path",
	"args":{
			"_genkey_0":"/items/**",
			"_gènkey_1":"/search/**"
	}]，
	"filters": []
}

实现动态路由

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

最终创建的DynamicRouteLoader类的内容如下：

package com.hmall.gateway.routers;

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 lombok.AllArgsConstructor;
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
@AllArgsConstructor
public class DynamicRouteLoader {
    private final NacosConfigManager nacosConfigManager;

    private final RouteDefinitionWriter routeDefinitionWriter;

    private final String dataId = "gateway-routes.json";
    private final String group = "DEFAULT_GROUP";

    private final Set<String> routeIds = new HashSet<>();


    @PostConstruct
    public void initRouteConfigListener() throws NacosException {
        //1.项目启动时，先拉取一次配置，并且添加配置监听器
        String configInfo = nacosConfigManager.getConfigService()
                .getConfigAndSignListener(dataId, group, 5000, new Listener() {
                    @Override
                    public Executor getExecutor() {
                        return null;
                    }

                    @Override
                    public void receiveConfigInfo(String configInfo) {
                        //2.监听到配置变更，需要去更新路由表
                        updateConfigInfo(configInfo);
                    }
                });
        //3.第一次读取到配置，也需要更新到路由表
        updateConfigInfo(configInfo);

    }
    public void updateConfigInfo(String configInfo){
        log.debug("监听到路由配置信息：{}",configInfo);
        //1.解析配置信息，转为RouteDefinition
        List<RouteDefinition> routeDefinitions = JSONUtil.toList(configInfo, RouteDefinition.class);
        //2.删除旧的路由表
        for (String routeId : routeIds) {
            routeDefinitionWriter.delete(Mono.just(routeId)).subscribe();
        }
        routeIds.clear();
        //3.更新路由表
        for (RouteDefinition routeDefinition : routeDefinitions) {
            //3.1更新路由表
            routeDefinitionWriter.save(Mono.just(routeDefinition)).subscribe();
            //3.2记录路由id，便于下一次更新的时候删除
            routeIds.add(routeDefinition.getId());

        }
    }
}
  • NacosConfigManager：获取 Nacos 配置并监听配置变化。
  • RouteDefinitionWriter：用于操作 Spring Cloud Gateway 的路由配置（如添加、删除、更新路由）。
  • dataId：Nacos 配置的标识，用于获取路由配置的 JSON 数据。
  • group：Nacos 配置的分组。
  • routeIds集合用于记录已经加载的路由 ID，方便在更新时删除旧路由。
  • 使用 @PostConstruct 注解来确保类初始化后执行该方法。
  • 通过 nacosConfigManager.getConfigService().getConfigAndSignListener 从Nacos 拉取初始配置，并设置一个配置监听器。
    1. getConfigAndSignListener：获取配置信息并注册监听器，监听配置的变化。
    2. 如果配置发生变化，receiveConfigInfo 方法将被调用来更新路由配置。
  • 配置监听器初始化后，updateConfigInfo(configInfo) 被调用，用来处理第一次拉取到的路由配置信息。
  • 解析配置信息：使用 JSONUtil.toList(configInfo, RouteDefinition.class) 将拉取到的 JSON 配置转换成 RouteDefinition 列表。
  • 删除旧路由：遍历之前保存的 routeIds，使用 routeDefinitionWriter.delete 删除已经存在的路由，并清空 routeIds 集合。
  • 添加新路由：遍历新的 routeDefinitions，使用 routeDefinitionWriter.save 保存新的路由配置，同时将新的路由 ID 加入 routeIds 以便下一次更新时删除旧路由。

在nacos的配置列表中添加配置gateway-routes.json
在这里插入图片描述
具体内容如下：

[
    {
        "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://pay-service"
    }
]

总结

本文通过示例代码展示了如何使用 Nacos 配置中心监听配置变更，并自动更新 Spring Cloud Gateway 的路由配置。通过这种方式，我们能够实现动态的路由更新，避免了传统的重启服务方式。利用 Nacos 作为配置中心，能够使得微服务架构中的 API 网关具有更高的灵活性和扩展性，提升系统的整体效率。

悦读

道可道，非常道；名可名，非常名。 无名，天地之始，有名，万物之母。 故常无欲，以观其妙，常有欲，以观其徼。 此两者，同出而异名，同谓之玄，玄之又玄，众妙之门。

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