Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解_Java教程

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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

（2）pom.xml中导入需要的依赖

<!-- gateway依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
            <version>3.0.1</version>
        </dependency>

（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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解 4.Gateway

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

  <!-- Nacos服务注册发现-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>

（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）

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

对应需要访问的order服务

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

此时nacos中是有order-service服务的

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

（4）重启服务，是可以路由到我们的order服务的

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

（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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

自动寻找服务也是可以正常访问服务

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

系统访问404

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

日期改为当前日期之前

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

服务正常访问

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

（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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

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<CheckAuthRoutePredicateFactory.Config> {
    public static final String PARAM_KEY = "param";
    public static final String REGEXP_KEY = "regexp";
 
    public CheckAuthRoutePredicateFactory() {
        super(CheckAuthRoutePredicateFactory.Config.class);
    }
 
    public List<String> shortcutFieldOrder() {
        return Arrays.asList("param", "regexp");
    }
 
    public Predicate<ServerWebExchange> 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<String> 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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

（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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

（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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

（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<CheckAuthRoutePredicateFactory.Config> {
 
    public CheckAuthRoutePredicateFactory() {
        super(CheckAuthRoutePredicateFactory.Config.class);
    }
 
    public List<String> shortcutFieldOrder() {
        return Arrays.asList("name");
    }
 
    public Predicate<ServerWebExchange> 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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

（1）添加请求头AddRequestHeader

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

被调用接口中接收参数

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

参数传递成功

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

（2）为路由转发添加前缀PrefixPath

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

被调用服务需要配置context-path服务前缀

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

（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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

（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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

（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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

（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.net.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<CheckAuthGatewayFilterFactory.Config> {
 
 
 
    public CheckAuthGatewayFilterFactory() {
        super(CheckAuthGatewayFilterFactory.Config.class);
    }
 
    @Override
    public List<String> shortcutFieldOrder() {
        return Arrays.asList("value");
    }
 
    @Override
    public GatewayFilter apply(Config config) {
        return new GatewayFilter() {
            @Override
            public Mono<Void> 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<Void> 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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

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 config = 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：

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

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

  <!--sentinel整合gateway-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-alibaba-sentinel-gateway</artifactId>
        </dependency>
 
        <!--sentinel依赖-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
        </dependency>

（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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

（4）针对order_route进行流控设置

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

（5）快速访问网关服务，达到设置的qps后，出现流控

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

12.流控配置说明

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

（1）API类型：RouteId和Api分组

RouteId对应application.properties中配置的id

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

Api分组可以在API管理处添加具有相同属性控制的分组

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

（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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解

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<ServerResponse> handleRequest(ServerWebExchange exchange, Throwable t) {
                Map<String,Object> map = new HashMap<String,Object>();
                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

Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解