Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

目录1.网关简介2.什么是spring cloud gateway2.1核心概念3.Spring Cloud Gateway快速开始5.路由断言工厂（Route Predicate Factories）配置6.自定义路由断言工厂7.Filter过滤器8.自定义过滤器9.自定义全局过滤器（Global Filters）10.Gateway跨域配置（CORS Configuration）11.Gateway整合Sentinel进行流控12.流控配置说明13.自定义重写流控返回信息

1.网关简介

所谓的网关就是指系统的统一入口，它封装了运用程序的内部结构，为客户端提供统一的服务，一些与业务功能无关的公共逻辑可以在这里实现，诸如认证、鉴权、监控、路由转发等。

2.什么是spring cloud gateway

网关作为流量的入口，常用的功能包括路由转发、权限校验、限流等。

spring cloud gateway是spring cloud推出的第二代网关，是由WebFlux+Netty+Reactor实现的响应式的API网关，它不能在传统的servlet容器中工作，也不能构建成war包；旨在为微服务提供一种简单且有效的API路由的管理方式，并基于Filter的方式提供网关的基本功能，例如安全认证、监控、限流等。

spring cloud gateway功能特性：

（1）基于spring Framework5、Project Reactor和spring boot 2.0进行构建

（2）动态路由：能够匹配任何请求属性

（3）支持路径重写

（4）集成spring cloud服务发现功能（nacos）

（5）可集成流控级功能（sentinel）

（6）可以对路由指定易于编写的Predicate（断言）、Filter（过滤器）

2.1核心概念

路由（Route）：

路由是网关中最重要的部分，路由信息包括一个ID、一个目的URL、一组断言工厂、一组Filter组成。如果断言为真，则说明请求的URL和配置的路由匹配。

断言（Predicate）：

java8中的断言函数，spring cloud gateway中的断言函数类型是spring 5.0框架中的ServerWebExchange。断言函数运行开发者去定义匹配Http request中的任何信息，比如请求头和参数。

过滤器（Filter）：

分为Gateway filter和Global filter，Filter可以对请求和响应进行处理。

3.Spring Cloud Gateway快速开始

（1）创建maven工程

（2）pom.xml中导入需要的依赖

org.springframework.cloud

spring-cloud-starter-gateway

3.0.1

（3）APPlication.properties中配置路由断言和过滤器

server.port=8086

spring.application.name=api-gateway

#gateway配置

#网关唯一标识，路由到order，routes是集合，使用数组索引来设置

spring.cloud.gateway.routes[0].id=order_route

#需要转发的地址

spring.cloud.gateway.routes[0].uri=http://localhost:8084

#断言规则,predicates也是一个集合，http://localhost:8086/order-serv/order/add 路由到

#http://localhost:8085/order-serv/order/add

spring.cloud.gateway.routes[0].predicates[0]=Path=/order-serv/**

#过滤器，转发之前去掉第一层路径：http://localhost:8085/order/add

spring.cloud.gateway.routes[0].filters[0]=StripPrefix=1

（4）浏览器中访问网关配置的地址，可以路由到我们配置服务器地址

整合Nacos

在配置文件中写死的转发地址，会存在很多问题，我们需要集成nacos，从注册中心中获取此地址

（1）pom.xml中添加nacos的依赖

com.alibaba.cloud

spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery

（2）application.properties中配置nacos连接信息

#nacos服务连接地址

spring.cloud.nacos.server-addr=127.0.0.1:8848

#nacos discovery连接用户名

spring.cloud.nacos.discovery.username=nacos

#nacos discovery连接密码

spring.cloud.nacos.discovery.password=nacos

#nacos discovery工作空间

spring.cloud.nacos.discovery.workspace=public

（3）application.properties中配置路由的uri为需要访问的服务名，前缀lb（loadBalance负载均衡）

对应需要访问的order服务

此时nacos中是有order-service服务的

（4）重启服务，是可以路由到我们的order服务的

（5）简写：去掉关于路由的配置，自动寻找服务，根据访问的地址，自动从nacos中找到服务进行路由。application.properties中配置

#自动识别nacos服务，默认是关闭的，开启后会根据访问的地址http://localhost:8086/order-service/order/add

#自动路由到order-service服务上

spring.cloud.gateway.discovery.locator.enabled=true

注释了其它路由的配置

自动寻找服务也是可以正常访问服务

5.路由断言工厂（Route Predicate Factories）配置

作用：当请求gateway的时候，使用断言对请求进行匹配，如果匹配成功就路由转发，匹配不成功返回404

类型：内置

官网参考地址：https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/#gateway-request-predicates-factories

SpringCloud Gateway包括许多内置的断言工厂，所有这些断言都与HTTP请求的不同属性匹配。

（1）基于DateTime类型的断言工厂

此类型的断言工厂根据时间做判断，主要有三个：

AfterRoutePredicateFactory：接收一个日期参数，判断请求日期是否晚于指定日期。

BeforeRoutePredicateFactory：接收一个日期参数，判断请求日期是否早于指定日期

BetweenRoutePredicateFactory：接收两个日期参数，判断请求日期是否在指定时间段内

- After=2019-12-31T23:59:59.789+08:00[Asia/Shanghai]

路由规则改为当前时间之后

系统访问404

日期改为当前日期之前

服务正常访问

（2）基于远程地址的断言工厂

RemoteAddrRoutePredicateFactory：接收一个IP地址段，判断请求主机地址是否在地址段中

- RemoteAddr=192.168.1.1/24

（3）基于Cookie的断言工厂

CookieRoutePredicateFactory：接收两个参数，cookie名字和一个正则表达式，判断cookie是否具有给定名称且值与正则表达式匹配。

-Cookie=chocolate,ch.

（4）基于Header的断言工厂

HeaderRoutePredicateFactory：接收两个参数，标题名称和正则表达式，判断请求Header是否具有给定名称值与正则表达式匹配。

-Header=X-Request-Id,\d+

（5）基于Host的断言工厂

HostRoutePredicateFactory：接收一个参数，主机名模式，判断请求的Host是否满足匹配规则。

-Host=**.testhost.org

（6）基于Method请求方法的断言工厂

MethodRoutePredicateFactory：接收一个参数，判断请求类型是否跟指定的类型匹配

-Method=GET

（7）基于Path请求路径的断言工厂

PathRoutePredicateFactory：接收一个参数，判断请求的URI部分是否满足路径规则

-Path=/foo/{segment}

（8）基于Query请求参数的断言工厂

QueryRoutePredicateFactory：接收两个参数，请求param和正则表达式，判断请求参数是否具有给定个名称且值与正则表达式匹配

-Query=baz,ba.

（9）基于路由权重的断言工厂

WeightRoutePredicateFactory：接收一个[组名,权重]，然后对于同一个组内的路由按照权重转发

spring:

cloud:

gateway:

routes:

- id: weight_high

uri: https://weighthigh.org

predicates:

- Weight=group1, 8

- id: weight_low

uri: https://weightlow.org

predicates:

- Weight=group1, 2

6.自定义路由断言工厂

自定义路由断言工厂需要继承AbstractRoutePredicateFactory类，重写apply的方法逻辑，在apply方法中通过exchange.getRequest()拿到ServerHttpRequest对象，从而可以获取到请求的参数、请求方式、请求头等信息

注意：

类的命名需要以RoutePredicateFactory结尾；

必须使用spring的bean加载到容器中；

必须继承AbstractRoutePredicateFactory；

必须声明静态内部类，声明属性来接收配置文件中对应的断言信息；

需要结合shortcutFieldOrder进行绑定；

通过apply进行逻辑判断，true就是匹配成功，false则匹配失败

（1）创建一个类CheckAuthRoutePredicateFactory，里面的处理代码，可以直接复制一份

QueryRoutePredicateFactory逻辑代码

package com.qingyun.predicate;

import org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.AbstractRoutePredicateFactory;

import org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.GatewayPredicate;

import org.springframework.stereotype.Component;

import org.springframework.util.StringUtils;

import org.springframework.validation.annotation.Validated;

import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;

import javax.validation.constraints.NotEmpty;

import java.util.Arrays;

import java.util.Iterator;

import java.util.List;

import java.util.function.Predicate;

import java.util.Arrays;

import java.util.Iterator;

import java.util.List;

import java.util.function.Predicate;

import javax.validation.constraints.NotEmpty;

import org.springframework.util.StringUtils;

import org.springframework.validation.annotation.Validated;

import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;

/**

* 自定义断言工厂

*/

@Component

public class CheckAuthRoutePredicateFactory extends AbstractRoutePredicateFactory {

public static final String PARAM_KEY = "param";

public static final String REGEXP_KEY = "regexp";

public CheckAuthRoutePredicateFactory() {

super(CheckAuthRoutePredicateFactory.Config.class);

}

public List shortcutFieldOrder() {

return Arrays.asList("param", "regexp");

}

publpPpwqic Predicate apply(CheckAuthRoutePredicateFactory.Config config) {

return new GatewayPredicate() {

public boolean test(ServerWebExchange exchange) {

if (!StringUtils.hasText(config.regexp)) {

return exchange.getRequest().getQueryParams().containsKey(config.param);

} else {

List values = (List)exchange.getRequest().getQueryParams().get(config.param);

if (values == null) {

return false;

} else {

Iterator var3 = values.iterator();

String value;

do {

if (!var3.hasNext()) {

return false;

}

value = (String)var3.next();

} while(value == null || !value.matches(config.regexp));

return true;

}

}

}

public String toString() {

return String.format("Query: param=%s regexp=%s", config.getParam(), config.getRegexp());

}

};

}

@Validated

public static class Config {

@NotEmpty

private String param;

private String regexp;

public Config() {

}

public String getParam() {

return this.param;

}

public CheckAuthRoutePredicateFactory.Config setParam(String param) {

this.param = param;

return this;

}

public String getRegexp() {

return this.regexp;

}

public CheckAuthRoutePredicateFactory.Config setRegexp(String regexp) {

this.regexp = regexp;

return this;

}

}

}

（2）自定义的断言类名为CheckAuthRoutePredicateFactory，所以application.properties中使用CheckAuth作为断言规则配置

（3）修改CheckAuthRoutePredicateFactory类，定义静态类Config的字段，添加get和set方法，可以接收到application.properties中配置的CheckAuth的值

（4）结合中shortcutFieldOrder使用，添加name属性到集合中

（5）apply方法中获取Config中的name值，进行判断匹配，返回true或false

（6）访问系统可以正常访问

（7）当改了application.properties中的CheckAuth值后，访问不到服务

（8）完整自定义CheckAuthRoutePredicateFactory代码

package com.qingyun.predicate;

import org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.AbstractRoutePredicateFactory;

import org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.GatewayPredicate;

import org.springframework.stereotype.Component;

import org.springframework.util.StringUtils;

import org.springframework.validation.annotation.Validated;

import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;

import javax.validation.constraints.NotEmpty;

import java.util.Arrays;

import java.util.Iterator;

import java.util.List;

import java.util.function.Predicate;

import java.util.Arrays;

import java.util.Iterator;

import java.util.List;

import java.util.function.Predicate;

import javax.validation.constraints.NotEmpty;

import org.springframework.util.StringUtils;

import org.springframework.validation.annotation.Validated;

import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;

/**

* 自定义断言工厂

*/

@Component

public class CheckAuthRoutePredicateFactory extends AbstractRoutePredicateFactory {

public CheckAuthRoutePredicateFactory() {

super(CheckAuthRoutePredicateFactory.Config.class);

}

public List shortcutFieldOrder() {

return Arrays.asList("name");

}

public Predicate apply(CheckAuthRoutePredicateFactory.Config config) {

return new GatewayPredicate() {

public boolean test(ServerWebExchange exchange) {

if(config.getName().equals("qingyun")){

return true;

}

return false;

}

};

}

@Validated

public static class Config {

private String name;

public String getName() {

return name;

}

public void setName(String name) {

this.name = name;

}

}

}

7.Filter过滤器

官网参考：https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/#gatewayfilter-factories

（1）添加请求头AddRequestHeader

被调用接口中接收参数

参数传递成功

（2）为路由转发添加前缀PrefixPath

被调用服务需要配置context-path服务前缀

（3）RedirectTo重定向到其他服务，访问接口后跳转到配置的服务地址

8.自定义过滤器

注意：

类的命名需要以GatewayFilterFactory结尾；

必须使用spring的bean加载到容器中；

必须继承AbstractNameValueGatewayFilterFactory；

必须声明静态内部类，声明属性来接收配置文件中对应的断言信息；

需要结合shortcutFieldOrder进行绑定；

通过apply进行逻辑判断

（1）创建一个类CheckAuthGatewayFilterFactory，里面的处理代码，可以直接复制一份

RedirectToGatewayFilterFactory逻辑代码

（2）自定义的断言类名为CheckAuthGatewayFilterFactory，所以application.properties中使用CheckAuth作为过滤器配置

（3）修改CheckAuthGatewayFilterFactory类，定义静态类Config的字段，添加get和set方法，可以接收到application.properties中配置的CheckAuth的值

（4）结合中shortcutFieldOrder使用，添加value属性到集合中

（5）apply方法中获取Config中的value值，进行判断匹配，继续执行或者返回404状态

（6）不带参数或者带的参数不匹配时，访问不到系统

（7）当参数与application.properties中的CheckAuth匹配后，正常访问服务

（8）完整自定义CheckAuthGatewayFilterFactory代码

package com.qingyun.filter;

import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilter;

import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilterChain;

import org.springframework.cloud.gateway.filter.factory.AbstractGatewayFilterFactory;

import org.springframework.cloud.gateway.filter.factory.RedirectToGatewayFilterFactory;

import org.springframework.cloud.gateway.support.HttpStatusHolder;

import org.springframework.http.HttpHeaders;

import org.springframework.http.HttpStatus;

import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpResponse;

import org.springframework.stereotype.Component;

import org.springframework.util.Assert;

import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;

import reactor.core.publisher.Mono;

import java-.URI;

import java.util.Arrays;

import java.util.List;

import static org.springframework.cloud.gateway.support.GatewayToStringStyler.filterToStringCreator;

import static org.springframework.cloud.gateway.support.ServerWebExchangeUtils.setResponseStatus;

@Component

public class CheckAuthGatewayFilterFactory extends AbstractGatewayFilterFactory {

public CheckAuthGatewayFilterFactory() {

super(CheckAuthGatewayFilterFactory.Config.class);

}

@Override

public List shortcutFieldOrder() {

return Arrays.asList("value");

}

@Override

public GatewayFilter apply(Config config) {

return new GatewayFilter() {

@Override

public Mono filter(ServerWebExchange exchange,

GatewayFilterChain chain) {

//获取到请求的参数值

String name = exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("name");

if(config.getValue().equals(name)){ //参数name的值等于配置的值

return chain.filter(exchange); //正常访问服务

}else{ //直接返回404

exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.NOT_FOUND); //设置状态码

return exchange.getResponse().setComplete(); //设置结束访问

}

}

};

}

public static class Config {

private String value;

public String getValue() {

return value;

}

public void setValue(String value) {

this.value = value;

}

}

}

9.自定义全局过滤器（Global Filters）

局部过滤器和全局过滤器区别:

局部：局部针对某个路由，需要在路由中进行配置

全局：针对所有路由请求，一旦配置就会投入使用

实现GlobalFilter接口，重写filter方法

/**

* 全局过滤器

*/

@Component

public class GlobalLogFilter implements GlobalFilter {

Logger log = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());

@Override

public Mono filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {

log.info("请求的路径:"+exchange.getRequest().getPath().value());

//直接返回验证通过

return chain.filter(exchange);

}

}

当访问接口时，全局过滤器拦截到请求信息

10.Gateway跨域配置（CORS Configuration）

官网参考：https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/#cors-configuration

跨域请求错误提示信息：在63342端口的页面调用8086端口的后台，出现跨域

在application.properties中配置：

#配置跨域允许（端口1的页面调用端口2的后台，出现跨域）

#允许跨域访问的资源：[/**] allowed-origins：跨域允许来源

spring.cloud.gateway.globalcors.cors-configurations.[/**].allowed-origins=*

#跨域允许的请求方法（GET/POST...)

spring.cloud.gateway.globalcors.cors-configurations.[/**].allowed-methods=*

spring.cloud.gateway.globalcors.cors-configurations.[/**].allowed-headers=*

spring.cloud.gateway.globalcors.cors-configurations.[/**].allow-credentials=true

写配置类允许跨域：

/**

* 配置跨域

*/

@Configuration

public class CorsConfig {

@Bean

public CorsWebFilter corsFilter(){

//配置允许的设置

CorsConfiguration conpPpwqfig = new CorsConfiguration();

config.addAllowedMethod("*");

config.addAllowedOrigin("*");

config.addAllowedHeader("*");

//配置添加到资源中

UrlBasedCorsConfigurationSource source = new UrlBasedCorsConfigurationSource();

source.registerCorsConfiguration("/**",config);

return new CorsWebFilter(source);

}

}

配置跨域后请求成功：

11.Gateway整合Sentinel进行流控

网关作为内部系统外的一层屏障，对内起到一定的保护作用，限流便是其中之一。网关层的限流可以针对不同路由进行限流，也可以针对接口进行限流，或者根据接口的特征进行分组限流。

（1）pom.xml中添加依赖

com.alibaba.cloud

spring-cloud-alibaba-sentinel-gateway

com.alibaba.cloud

spring-cloud-starter-alibaba-sentinel

（2）application.properties中添加sentinel控制台连接

#整合sentinel控制台

spring.cloud.sentinel.transport.dashboard=127.0.0.1:8090

（3）重启服务，启动sentinel控制台服务，访问接口，打开sentinel控制台，可以看到sentinel为gateway单独开放不同的菜单

（4）针对order_route进行流控设置

（5）快速访问网关服务，达到设置的qps后，出现流控

12.流控配置说明

（1）API类型：RouteId和Api分组

RouteId对应application.properties中配置的id

Api分组可以在API管理处添加具有相同属性控制的分组

在流控管理页面添加设置，此流控设置将会对这组中设置的接口都有流控效果

（2）针对请求属性设置

可以设置ip、请求头等信息，匹配模式有精确、子串（结尾匹配）、正则表达式

13.自定义重写流控返回信息

默认的流控返回信息不太友好

通过GatewayCallbackManager自定义流控信息

/**

* 自定义流控返回信息

*/

@Configuration

public class GatewayConfig {

@PostConstruct

public void init(){

BlockRequestHandler blockRequestHandler = new BlockRequestHandler() {

@Override

public Mono handleRequest(ServerWebExchange exchange, Throwable t) {

Map map = new HashMap();

map.put("code", HttpStatus.TOO_MANY_REQUESTS);

map.put("message","被流控了");

return ServerResponse.status(HttpStatus.OK)

.contentType(MediaType.APPLICATION_jsON)

.body(BodyInserters.fromValue(map));

}

};

GatewayCallbackManager.setBlockHandler(blockRequestHandler);

}

}

此时在访问接口，被流控后返回自定义的流控信息

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