SpringCloud基础（五）Gateway：微服务网关

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目录

1、网关作用

2、基本使用

3、配置说明

3.1、Predicate 断言

3.1.1、系统断言

3.1.2、自定义断言

3.2、Filter 过滤

3.2.1、AddRequestParameterGatewayFilterFactory：添加请求头

3.2.2、RequestRateLimiterGatewayFilterFactory：限流

3.2.3、RetryGatewayFilterFactory：重试

3.2.4、自定义过滤器

4、实现负载均衡

5、动态路由实现

5.1、内存中的路由缓存

5.2、持久化路由

1、网关作用

在微服务场景下，前端访问不同服务的时候，需要做重复的工作，如鉴权，日志等功能，为了解决统一问题，就增加微服务网关进行整合，如限流，鉴权，缓存，熔断，日志，协议转换。

2、基本使用

依照之前的项目进行构建，依旧采用spring脚手架，但需要注意的是，spring cloud gateway和web-starter的jar包是冲突的，主要因为gateway采用的框架和mvc有冲突，因此需要在父pom中移除web-starter。

SpringCloud基础（五）Gateway：微服务网关

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构建完成后，记得删除父依赖中的web-starter。

之后进行环境配置，这次采用yml的方式进行配置。

你问我为什么不用properties？

我不会（微笑）

依旧要配置服务名称，端口号和eureka地址，除此之外，需要配置gateway。

在这里有一个大致的说明，详细配置会在后面进行讲解。

这个配置的意思是，所有localhost:8087/gateway/的访都会被转接到localhost:8083/上，StripPrefix的作用是忽略path后的几个路由字段，这里的1，就是忽略/gateway。

spring:
  application:
    name: spring-cloud-gateway
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - predicates:
            - Path=/gateway/**
          filters:
            - StripPrefix=1
          uri: http://localhost:8083/
server:
  port: 8087
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8081/eureka

启动完成后，尝试访问：http://localhost:8087/gateway/default，即可得到和访问http://localhost:8083/default一样的结果。

3、配置说明

可以看到，上文中有几个很重要的配置

  1. Route：路由，包含predicate，
  2. Predicate：断言
  3. Filter：过滤器

3.1、Predicate 断言

Predicate的断言和java8的并无区别，简单来说，就是和配置好的字符进行匹配，如果符合，就会进入到Filter中进行过滤。

3.1.1、系统断言

除了path，还有很多其他的断言实现，这些断言实现只要一起配置，就可以同时生效。

SpringCloud基础（五）Gateway：微服务网关

  1. Path：进行路径匹配，如- Path=/gateway/**
  2. Query：进行正则匹配，或者参数与参数值匹配，如- Query=/name,lily，需要http://localhost:8087/gateway/default?name=lily，增加参数name=lily之后，就可以正常访问了。
  3. Method：访问方式，post或get，如：-Method=Get
  4. Header：访问请求头限制，形式类似Query，也是key，value形式的，正则表达式同样适用
  5. Cookie：访问Cookie限制，形式类似Query，也是key，value形式的，正则表达式同样适用

3.1.2、自定义断言

通过查看gateway包内的文件，可以看到，想要自定义断言，只需要继承AbstractRoutePredicateFactory抽象类，但需要注意的是，类的名称一定是xxx+RoutePredicateFactory，xxx是任意一个名字，这将作为你的自定义断言名称，后半部分不能更改，因为系统会默认加载后面为RoutePredicateFactory的类作为断言。

AuthRoutePredicateFactory 类必须被IOC托管，所以增加@Component注解。

继承AbstractRoutePredicateFactory类，实现对应方法。

添加内部类Config作为传递参数的类，并加入到AbstractRoutePredicateFactory的泛型定义中，super实现去掉参数，将Config内部类作为指定参数。

shortcutFieldOrder方法，是作为简化配置的方式实现的，意思是将配置后的参数名称直接作为name，不需要额外声明。

apply是核心断言方法，返回值为Boolean类型，这里的方法是需要在Header中添加设置好的参数名，如果没有得到，就返回错误。

@Component
public class AuthRoutePredicateFactory extends AbstractRoutePredicateFactory {

    public AuthRoutePredicateFactory() {
        super(Config.class);
    }

    private static final String NAME_KEY = "name";

    @Override
    public List shortcutFieldOrder() {
        return Arrays.asList(NAME_KEY);
    }

    @Override
    public Predicate apply(Config config) {
        String name = config.getName();
        return serverWebExchange -> {
            HttpHeaders httpHeaders = serverWebExchange.getRequest().getHeaders();
            List strings = httpHeaders.get(name);
            return !(strings==null) && (strings.size() > 0);
        };
    }

    public static class Config{
        private String name;

        public String getName() {
            return name;
        }

        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    }
}

在配置中，增加Auth=Authorization

spring:
  application:
    name: spring-cloud-gateway
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: route1
          predicates:
            - Path=/gateway/**
            - Method=Get
            - Auth=Authorization
          filters:
            - StripPrefix=1
          uri: http://localhost:8083/
server:
  port: 8087
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8081/eureka

增加完成后，需要在Postman中进行测试

SpringCloud基础（五）Gateway：微服务网关

SpringCloud基础（五）Gateway：微服务网关

可以看到，如果没有添加对应的参数Authorization，就无法进入断言。

3.2、Filter 过滤

下面列举一些常见的过滤器

3.2.1、AddRequestParameterGatewayFilterFactory：添加请求头

这个来自于类AddRequestParameterGatewayFilterFactory，其中GatewayFilterFactory是固定后缀，AddRequestParameter作为name来简化配置，作用是限定header中要有一对键值对。

        - id: add_request_paraemter
          uri: http://localhost:8083/
          filter:
            #在Header中增加一对键值对，name和lily
            - AddRequestParameter=name,lily

3.2.2、RequestRateLimiterGatewayFilterFactory：限流

这个来自于类RequestRateLimiterGatewayFilterFactory，其中GatewayFilterFactory是固定后缀。

限流器使用了redis作为计数器，使用令牌桶进行限流。

  1. burstCapacity ，令牌桶上限 。
  2. replenishRate ，令牌桶填充平均速率，单位：秒。
  3. keyResolver ，限流键解析器 Bean 对象名字 ，使用 SpEL 表达式，从 Spring 容器中获取 Bean 对象
- id: request_rate_limiter
  uri: http://localhost:8083/
  predicates:
    - Path=/limiter/**
  filters:
    - StripPrefix=1
    - name: RequestRateLimiter
      args:
        keyResolver: '#{@ipAddressKeyResolver}'
        redis-rate-limiter.replenishRate: 1
        redis-rate-limiter.burstCapacity: 2

增加配置redis地址：

spring:
  application:
    name: spring-cloud-gateway
  redis:
    host: 127.0.0.1

增加继承KeyResolver的类，这个类的作用就是参数KeyResolver的限流地址

@Component
public class IpAddressKeyResolver implements KeyResolver {

    @Override
    public Mono resolve(ServerWebExchange exchange) {
        return Mono.just(exchange.getRequest().getRemoteAddress().getAddress().getHostAddress());
    }
}

在pom文件中添加redis依赖：

<dependency>
    <groupid>org.springframework.boot</groupid>
    <artifactid>spring-boot-starter-data-redis-reactive</artifactid>
</dependency>

3.2.3、RetryGatewayFilterFactory：重试

这个来自于类RetryGatewayFilterFactory，其中GatewayFilterFactory是固定后缀，其常见参数有四个：

private int retries = 3;
private List series;
private List statuses;
private List methods;
  1. retries，重试次数，默认为3
  2. status，重试状态码，取值来自HttpStatus
  3. series，重试状态码范围，取值来自Series
  4. methods，重试方法类型，取值来自HttpMethod

如果不用复数形式，可以直接使用数值进行设置

- id: retry_route
  uri: http://localhost:8083/
  predicates:
    - Path=/retry/**
  filters:
    - StripPrefix=1
    - name: Retry
      args:
        retries: 3
        statuses: SERVICE_UNAVAILABLE
        methods: GET
        series: SERVER_ERROR

3.2.4、自定义过滤器

可以通过类似定义断言的方式自定义过滤器。

继承AbstractGatewayFilterFactory，实现类MyDefineGatewayFilterFactory。

打印的两个日志意味着前置拦截和后置拦截。

@Component
public class MyDefineGatewayFilterFactory extends AbstractGatewayFilterFactory {

    Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MyDefineGatewayFilterFactory.class);

    public MyDefineGatewayFilterFactory() {
        super(Config.class);
    }

    private static final String NAME_KEY = "name";

    @Override
    public List shortcutFieldOrder() {
        return Arrays.asList(NAME_KEY);
    }

    @Override
    public GatewayFilter apply(Config config) {
        return ((exchange, chain) -> {
            logger.info("pre My Filter Request, Name:" + config.getName());
            return chain.filter(exchange).then(Mono.fromRunnable(() -> {
                String statusCode = exchange.getResponse().getStatusCode().toString();
                logger.info("post statusCode is, code" + statusCode);
            }));
        });
    }

    public static class Config {
        private String name;

        public String getName() {
            return name;
        }

        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    }
}

设置配置文件环境。

- id: my_define
  uri: http://localhost:8083/
  predicates:
    - Path=/define/**
  filters:
    - StripPrefix=1
    - MyDefine=lily

访问路径：http://localhost:8087/define/default

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ReactiveLoadBalancerClientFilter不同于自定义的前置后置过滤器，它是全局过滤器，无需配置，自动生效，它实现的是GlobalFilter, Ordered，因此自定义全局过滤器时也可以这样。

@Component
public class MyGlobalFilter implements GlobalFilter, Ordered {

    Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MyGlobalFilter.class);

    @Override
    public Mono filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        return chain.filter(exchange).then(Mono.fromRunnable(() -> {
            logger.info("MyGlobalFilter is starting");
        }));
    }

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

无需配置，直接执行任意一个请求，即可发现打印出的日志

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4、实现负载均衡

想要实现负载均衡，只需要特殊的配置：

将uri的地址配置成lb（load balance）+服务名称即可，即：lb://spring-cloud-xxx

discovery配置的lower-case-service-id是服务ID是否小写，enable是否启动

配置完成后，既可达成负载均衡。

spring:
  application:
    name: spring-cloud-gateway
  redis:
    host: 127.0.0.1
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: gateway_route
          uri: lb://spring-cloud-user-provide
          predicates:
            - Path=/gateway/**
          filters:
            - StripPrefix=1
      discovery:
        locator:
          lower-case-service-id: true
          enabled: true

5、动态路由实现

5.1、内存中的路由缓存

gateway组件本身就提供了一些能改变路由配置的接口，但是需要添加配置：

management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: "*"

这里的*表示任何路由都可以访问，但是这样的访问很不安全，不过这里只是演示。

根据官方文档，根据访问类型不同，访问/actuator/gateway/routes达成的效果是不同的。

get方式可以得到当前全部的gateway配置：http://localhost:8087/actuator/gateway/routes

post方式可以根据routeid增加或修改路由配置：

SpringCloud基础（五）Gateway：微服务网关

这里是body的内容：

{
    "uri":"https://www.baidu.com",
    "predicates":[{
        "name":"Path",
        "args":{
            "pattern":"/baidu/**"
        }
    }],
    "filters":[{
        "name":"StripPrefix",
        "args":{
            "_genkey_0":1
        }
    }]
}

执行完成后，还需要执行方法进行刷新，方式也是post：http://localhost:8087/actuator/gateway/refresh

这时新配置才会生效。

访问：http://localhost:8087/baidu/s

就可以发现，已经跳转到百度网页上了。

但是这样的方式是将新的配置缓存到内存上，只要重启服务，就会失效，我们需要新的持久化的配置方式。

5.2、持久化路由

其实上文中提到的全部可执行url，都存在于类GatewayControllerEndpoint之中，这个类起到的作用就是controller的作用。

在它的父类之中，有修改和保存路由的方法：

    @PostMapping({"/routes/{id}"})
    public Mono> save(@PathVariable String id, @RequestBody RouteDefinition route) {
        return Mono.just(route).doOnNext(this::validateRouteDefinition).flatMap((routeDefinition) -> {
            return this.routeDefinitionWriter.save(Mono.just(routeDefinition).map((r) -> {
                r.setId(id);
                log.debug("Saving route: " + route);
                return r;
            })).then(Mono.defer(() -> {
                return Mono.just(ResponseEntity.created(URI.create("/routes/" + id)).build());
            }));
        }).switchIfEmpty(Mono.defer(() -> {
            return Mono.just(ResponseEntity.badRequest().build());
        }));
    }

可以看到，这个保存路由的基本方法，就是routeDefinitionWriter.save，这是一个接口，有一个实现类，那么其实只要自定义一个实现类，就可以实现动态路由的持久化。

protected RouteDefinitionWriter routeDefinitionWriter;

使用redis作为持久化的数据存储方式，加入对应的jar包

        <dependency>
            <groupid>org.springframework.boot</groupid>
            <artifactid>spring-boot-starter-data-redis</artifactid>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupid>com.alibaba</groupid>
            <artifactid>fastjson</artifactid>
        </dependency>

增加新的自定义路由访问方式。

将类托管到IOC中，自动注入RedisTemplate，重写方法，包括获取，保存和删除，都依靠redis进行。

@Component
public class MyRedisRouteDefinitionRepository implements RouteDefinitionRepository {

    private final static String GATEWAY_KEY = "GATEWAY_ROUTE";

    @Autowired
    RedisTemplate redisTemplate;

    @Override
    public Flux getRouteDefinitions() {
        List routeDefinitionList = new ArrayList<>();
        redisTemplate.opsForHash().values(GATEWAY_KEY).stream().forEach(route -> {
            routeDefinitionList.add(JSON.parseObject(route.toString(), RouteDefinition.class));
        });
        return Flux.fromIterable(routeDefinitionList);
    }

    @Override
    public Mono save(Mono route) {
        return route.flatMap(routeDefinition -> {
            redisTemplate.opsForHash().put(GATEWAY_KEY, routeDefinition.getId(), JSON.toJSONString(routeDefinition));
            return Mono.empty();
        });
    }

    @Override
    public Mono delete(Mono routeId) {
        return routeId.flatMap(id -> {
            if (redisTemplate.opsForHash().hasKey(GATEWAY_KEY, id)) {
                redisTemplate.opsForHash().delete(GATEWAY_KEY, id);
                return Mono.empty();
            }
            return Mono.defer(() -> (Mono.error(new Exception())));
        });
    }
}

RouteDefinition是用来保存路由信息的类，此处展示部分内容

@Validated
public class RouteDefinition {
    private String id;
    @NotEmpty
    @Valid
    private List predicates = new ArrayList();
    @Valid
    private List filters = new ArrayList();
    @NotNull
    private URI uri;
    private Map metadata = new HashMap();
    private int order = 0;

    public RouteDefinition() {
    }
}

GatewayAutoConfiguration起到自动装配的作用。

@Bean
@ConditionalOnMissingBean
public PropertiesRouteDefinitionLocator propertiesRouteDefinitionLocator(GatewayProperties properties) {
    return new PropertiesRouteDefinitionLocator(properties);
}

Original: https://blog.csdn.net/jiayibingdong/article/details/121437807
Author: 烟锁迷城
Title: SpringCloud基础（五）Gateway：微服务网关