⑥SpringCloud 实战：引入gateway组件，开启网关路由功能
这是SpringCloud实战系列中第4篇文章，了解前面第两篇文章更有助于更好理解本文内容：
①SpringCloud 实战：引入Eureka组件，完善服务治理
②SpringCloud 实战：引入Feign组件，发起服务间调用
③SpringCloud 实战：使用 Ribbon 客户端负载均衡
④SpringCloud 实战：引入Hystrix组件，分布式系统容错
⑤SpringCloud 实战：引入Zuul组件，开启网关路由
简介
Spring Cloud Gateway 是 Spring Cloud 的一个子项目，该项目是基于 Spring 5.0，Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等技术开发的网关，它旨在为微服务架构提供一种简单有效的统一的 API 路由管理方式。
Spring Cloud Gateway 作为 Spring Cloud 生态系统中的网关，目标是替代 Netflix Zuul，其不仅提供统一的路由方式，并且基于 Filter 链的方式提供了网关基本的功能，例如：安全，监控/指标，和限流。
特性
Spring Cloud Gateway 具有如下特性：
- 基于Spring Framework 5, Project Reactor 和 Spring Boot 2.0 进行构建；
- 动态路由：能够匹配任何请求属性；
- 可以对路由指定 Predicate（断言）和 Filter（过滤器）；
- 集成Hystrix的断路器功能；
- 集成 Spring Cloud 服务发现功能；
- 易于编写的 Predicate（断言）和 Filter（过滤器）；
- 请求限流功能；
- 支持路径重写。
实战 Gateway
引入 gateway
新建
jlw-gateway项目引入gateway依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>
加入Eureka注册中心
开启服务注册和发现
# gateway 服务端口
server:
port: 9000 spring:
cloud:
gateway:
discovery:
locator:
# 启用DiscoveryClient网关集成的标志
enabled: true
# 服务小写匹配
lower-case-service-id: true
配置完上面，Gateway 就可以自动根据服务发现为每个服务创建router了，然后将已服务名开头的请求路径转发到对应的服务。
Gateway Actuator API
pom中引入spring-boot-starter-actuator相关依赖，然后配置文件添加如下代码，开启gateway相关的端点。
management:
endpoints:
web:
exposure:
#应该包含的端点ID，全部:*
include: 'gateway'
重启项目，访问http://localhost:9000/actuator/gateway/routes就可以查看到配置的路由信息了
更多gateway路由信息接口展示如下图：
相关概念
- Route（路由）：
路由是构建网关的基本模块，它由ID，目标URI，一系列的断言和过滤器组成，如果断言为true则匹配该路由； - Predicate（断言）：
指的是Java 8 的 Function Predicate。 输入类型是Spring框架中的ServerWebExchange。 这使开发人员可以匹配HTTP请求中的所有内容，例如请求头或请求参数。如果请求与断言相匹配，则进行路由； - Filter（过滤器）：
指的是Spring框架中GatewayFilter的实例，使用过滤器，可以在请求被路由前后对请求进行修改。
路由基本配置
Gateway 提供了两种不同的方式用于配置路由：一种是通过yml文件来配置，另一种是通过Java Bean来配置
①使用配置文件
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: eureka-provider
uri: lb://eureka-provider
predicates:
- Path=/api/ep/**
filters:
- StripPrefix=2
字段含义解释：
- id
我们自定义的路由 ID，保持唯一 - uri
目标服务地址，大部分场景我们是转发到某个服务上，配置lb://eureka-provider意思是请求要转发到注册中心的eureka-provider服务上。 - predicates
路由条件，接受一个参数，返回一个布尔结果决定是否匹配。Gateway 为我们内置了多种路由条件，包括 Path、Cookie、Param、Header、Before、After 等等，开箱即用，当然我们也可以自己实现 predicates - filters
过滤规则，当请求经过 predicate 匹配成功后，执行 filter，我们可以使用它修改请求和响应，示例表示目标服务收到的 path 将会忽略2位路径path。
②使用Java Bean配置
配置RouteLocator对象，代码示例如下：
@Bean
public RouteLocator customRoutes(RouteLocatorBuilder builder){
return builder.routes()
// 请求网关路径包含 /api/ec/** 的都会被路由到eureka-client
.route("eureka-client",r->r.path("/api/ec/**")
.filters(f->f.stripPrefix(2))
.uri("lb://eureka-client"))
// 可以配置多个route
.route("eureka-client2",r->r.path("/api/ec2/**")
.filters(f->f.stripPrefix(2))
.uri("lb://eureka-client"))
.build();
}
以上配置后，通过http://localhost:9000/api/ec/sayHello 或者http://localhost:9000/api/ec2/sayHello 都会被路由到eureka-client服务。
路由规则：Predicate
Spring Cloud Gateway 内置了很多 Predicates 工厂（可以通过访问路径/actuator/gateway/routepredicates查看），这些 Predicates 工厂通过不同的 HTTP 请求参数来匹配，多个 Predicates 工厂可以组合使用。
按照其功能可以大致分为以下几种不同 Predicate
1.通过请求时间匹配路由
在
指定时间之后的请求会匹配该路由：AfterRoutePredicateFactoryspring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: ribbon-client
uri: lb://ribbon-client
predicates:
- After=2019-10-10T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai]
在
指定时间之前的请求会匹配该路由：BeforeRoutePredicateFactoryspring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: ribbon-client
uri: lb://ribbon-client
predicates:
- Before=2019-10-10T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai]
在
指定时间区间内的请求会匹配该路由：BetweenRoutePredicateFactoryspring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: ribbon-client
uri: lb://ribbon-client
predicates:
- Between=2019-10-01T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai], 2019-10-10T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai]
2.通过Cookie匹配路由
Cookie Route Predicate 可以接收两个参数，一个是 Cookie name，一个是正则表达式。示例如下：
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: ribbon-client
uri: lb://ribbon-client
predicates:
- Cookie=name, jinglingwang.cn
3.通过 Header匹配路由
Header Route Predicate 和 Cookie Route Predicate 一样，也是接收 2 个参数，一个 header 中属性名称和一个正则表达式，示例如下：
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: ribbon-client
uri: lb://ribbon-client
predicates:
- Header=name, jinglingwang.cn
4.通过 Host 匹配路由
该模式接收一个参数：主机列表，示例如下：
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: ribbon-client
uri: lb://ribbon-client
predicates:
- Host=**.jinglingwang.cn,**.jinglingwang.com
5.通过 Request Method 匹配路由
可以通过是 POST、GET、PUT、DELETE 等不同的请求方式来进行路由，示例代码如下：
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: ribbon-client
uri: lb://ribbon-client
predicates:
- Method=GET,POST
6.通过请求路径匹配路由
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: ribbon-client
uri: lb://ribbon-client
predicates:
- Path=/api/rc/**
7.通过请求参数匹配路由
该模式有两个参数：一个必需的param和一个可选的regexp（Java正则表达式），示例如下
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: ribbon-client
uri: lb://ribbon-client
predicates:
- QUERY=name,jingling*
8.通过指定远程地址匹配路由
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: ribbon-client
uri: lb://ribbon-client
predicates:
- RemoteAddr=192.168.1.1/24 #192.168.1.1是IP 24是子网掩码
如果请求的远程地址是192.168.1.10，则此路由匹配。
9.通过权重来匹配路由
该模式有两个参数：group和Weight（一个int值），示例如下：
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: weight_high
uri: http://localhost:8201
predicates:
- Weight=group1, 8
- id: weight_low
uri: http://localhost:8202
predicates:
- Weight=group1, 2
以上表示有80%的请求会被路由到localhost:8201，20%会被路由到localhost:8202
网关过滤器
路由过滤器允许以某种方式修改传入的HTTP请求或传出的HTTP响应。路由过滤器只能指定路由进行使用。Spring Cloud Gateway 内置了多种路由过滤器，他们都由GatewayFilter的工厂类来产生。
添加请求Header过滤器
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: ribbon-client
uri: lb://ribbon-client
filters:
- AddRequestHeader=source, jinglingwang.cn
上面的示例会为所有匹配的请求向下游请求时在Header中添加
source=jinglingwang.cn添加请求参数过滤器
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: ribbon-client
uri: lb://ribbon-client
filters:
- AddRequestParameter=source, jinglingwang.cn
上面的示例会把
source=jinglingwang.cn添加到下游的请求参数中添加响应头过滤器
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: ribbon-client
uri: lb://ribbon-client
filters:
- AddResponseHeader=source, jinglingwang.cn
上面的示例会把
source=jinglingwang.cn添加到所有匹配请求的下游响应头中。剔除重复的响应头过滤器
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: ribbon-client
uri: lb://ribbon-client
filters:
- DedupeResponseHeader=Access-Control-Allow-Credentials Access-Control-Allow-Origin
DedupeResponseHeader过滤器也可接收可选策略参数，可接收参数值包括：RETAIN_FIRST (默认值，保留第一个值), RETAIN_LAST（保留最后一个值）, and RETAIN_UNIQUE（保留所有唯一值，以它们第一次出现的顺序保留）。
开启Hystrix断路器功能的过滤器
要开启断路器功能，我们需要在pom.xml中添加Hystrix的相关依赖：spring-cloud-starter-netflix-hystrix
然后添加相关服务降级的处理类：
@RestController
public class FallbackController{
@GetMapping("/fallback")
public Object fallback() { Map<String,Object> result = new HashMap<>(3);
result.put("data","jinglingwang.cn");
result.put("message","Get request fallback!");
result.put("code",500);
return result;
}
}
添加配置
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: eureka-provider
uri: lb://eureka-provider
predicates:
- Path=/api/ep/**
filters:
- StripPrefix=2
- name: Hystrix
args:
name: fallbackcmd
fallbackUri: forward:/fallback
启用resilience4j断路器的过滤器
要启用Spring Cloud断路器过滤器，需要引入依赖
spring-cloud-starter-circuitbreaker-reactor-resilience4jspring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: ribbon-client
uri: lb://ribbon-client
filters:
- CircuitBreaker=myCircuitBreaker
还可以接受一个可选的fallbackUri参数：
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: eureka-provider
uri: lb://eureka-provider
predicates:
- Path=/api/ep/**
filters:
- StripPrefix=2
- name: CircuitBreaker
args:
name: myCircuitBreaker
fallbackUri: forward:/fallback
关闭eureka-provider服务，访问http://localhost:9000/api/ep/hello接口，出现降级处理信息
上面的配置也可以用JAVA Bean的方式配置：
@Bean
public RouteLocator customRoutes(RouteLocatorBuilder builder){
return builder.routes()
.route("eureka-provider", r -> r.path("/api/ep/**")
.filters(f->f.stripPrefix(2).circuitBreaker(c->c.setName("myCircuitBreaker").setFallbackUri("forward:/fallback")))
.uri("lb://eureka-provider"))
.build();
}
6.1 根据状态码使断路器跳闸
根据返回的状态码，决定断路器是否要跳闸
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: eureka-provider
uri: lb://eureka-provider
predicates:
- Path=/api/ep/**
filters:
- StripPrefix=2
- name: CircuitBreaker
args:
name: myCircuitBreaker
fallbackUri: forward:/fallback
statusCodes:
- 500
- 'NOT_FOUND'
或者JAVA Bean配置：
@Bean
public RouteLocator customRoutes(RouteLocatorBuilder builder){
return builder.routes()
.route("eureka-provider", r -> r.path("/api/ep/**")
.filters(f->f.stripPrefix(2).circuitBreaker(c->c.setName("myCircuitBreaker").setFallbackUri("forward:/fallback").addStatusCode("500")))
.uri("lb://eureka-provider"))
.build();
}
其中
NOT_FOUND是HttpStatus枚举的String表示形式增加路径的过滤器
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: eureka-provider
uri: lb://eureka-provider
predicates:
- Path=/api/ep/**
filters:
- PrefixPath=/mypath
把
/mypath作为所有匹配请求路径的前缀去掉路径前缀的过滤器
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: eureka-provider
uri: lb://eureka-provider
predicates:
- Path=/api/ep/**
filters:
- StripPrefix=2
以上配置会忽略两位路径path，当访问网关API
/api/ep/hello时，向eureka-provider发起/hello请求用于限流的过滤器
RequestRateLimiter 过滤器可以用于限流，RateLimiter实现来确定是否允许继续当前请求。 如果不是，则返回HTTP 429—太多请求（默认）的状态。
该过滤器采用可选的
keyResolver参数和速率限制器特定的参数，keyResolver是一个实现KeyResolver接口的bean。在配置中，使用SpEL按名称引用bean。#{@myKeyResolver}是引用名为myKeyResolver的bean的SpEL表达式。使用 Redis RateLimiter
引入redis依赖，配置好redis。
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis-reactive</artifactId>
</dependency>
添加配置，使用的算法是令牌桶算法。
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: eureka-provider
uri: lb://eureka-provider
predicates:
- Path=/api/ep/**
filters:
- name: RequestRateLimiter
args:
redis-rate-limiter.replenishRate: 10 #允许用户每秒处理多少个请求，而不丢弃任何请求。这是令牌桶的填充速率
redis-rate-limiter.burstCapacity: 20 #一个用户在一秒钟内允许做的最大请求数。这是令牌桶可以容纳的令牌数。将该值设置为零会阻止所有请求。
redis-rate-limiter.requestedTokens: 1 #一个请求花费多少令牌
通过在“replenishRate”和“burstCapacity”中设置相同的值来实现稳定的速率。通过将burstCapacity设置为高于replenishRate，可以允许临时爆发。
配置KeyResolver
JAVA 代码：
@Configuration
public class RedisRateLimiterConfig{
@Bean
KeyResolver userKeyResolver() {
// 根据请求参数中的phone进行限流
return exchange -> Mono.just(exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("phone"));
}
@Bean
@Primary
public KeyResolver ipKeyResolver() {
// 根据访问IP进行限流
return exchange -> Mono.just(exchange.getRequest().getRemoteAddress().getHostName());
}
}
配置RequestRateLimiter
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: eureka-provider
uri: lb://eureka-provider
predicates:
- Path=/api/ep/**
filters:
- name: RequestRateLimiter
args:
redis-rate-limiter.replenishRate: 1 #允许用户每秒处理多少个请求，而不丢弃任何请求。这是令牌桶的填充速率
redis-rate-limiter.burstCapacity: 2 #一个用户在一秒钟内允许做的最大请求数。这是令牌桶可以容纳的令牌数。将该值设置为零会阻止所有请求。
redis-rate-limiter.requestedTokens: 1 #一个请求花费多少令牌
key-resolver: "#{@ipKeyResolver}"
多次请求，会返回状态码为429的错误
用于重定向的过滤器
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: eureka-provider
uri: lb://eureka-provider
predicates:
- Path=/api/ep/**
filters:
- StripPrefix=2
- RedirectTo=302, https://jinglingwang.cn #302 重定向到https://jinglingwang.cn
效果图如下：
用于重试的过滤器
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: eureka-provider
uri: lb://eureka-provider
predicates:
- Path=/api/ep/**
filters:
- StripPrefix=2
- name: Retry
args:
retries: 3
statuses: BAD_GATEWAY
methods: GET,POST
backoff:
firstBackoff: 10ms
maxBackoff: 50ms
factor: 2
basedOnPreviousValue: false
参数解释：
- retries：应该尝试的重试次数。
- statuses：应该重试的HTTP状态代码，HttpStatus。
- methods：应该重试的HTTP方法，HttpMethod。
- series：要重试的状态码，Series。
- exceptions：应该重试的引发异常的列表。
- backoff：为重试配置的指数补偿
用于限制请求大小的过滤器
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: eureka-provider
uri: lb://eureka-provider
predicates:
- Path=/api/ep/**
filters:
- StripPrefix=2
- name: RequestSize
args:
maxSize: 5MB
当请求大小大于允许的限制时，网关会限制请求到达下游服务。maxSize参数后跟一个可选的数据单位，如“KB节”或“MB”，默认是“B”。
上面的配置如果超过限制会出现以下提示：
errorMessage:Request size is larger than permissible limit. Request size is 6.0 MB where permissible limit is 5.0 MB
配置http超时时间
我们可以为所有路由配置Http超时(响应和连接)，并且为每个特定路由配置单独的超时时间
全局的超时时间配置：
spring:
cloud:
gateway:
httpclient:
connect-timeout: 1000
response-timeout: 5s
特定路由配置超时时间
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: eureka-provider
uri: lb://eureka-provider
predicates:
- Path=/api/ep/**
metadata:
response-timeout: 2000
connect-timeout: 1000
或者使用JAVA Bean的方式配置：
@Bean
public RouteLocator customRoutes(RouteLocatorBuilder builder){
return builder.routes()
.route("eureka-provider", r -> r.path("/api/ep/**")
.filters(f->f.stripPrefix(2)
.requestRateLimiter(rate->rate.setKeyResolver(ipKeyResolver))
.circuitBreaker(c->c.setName("myCircuitBreaker").setFallbackUri("forward:/fallback").addStatusCode("500").addStatusCode("NOT_FOUND")))
.uri("lb://eureka-provider")
.metadata(RESPONSE_TIMEOUT_ATTR, 200)
.metadata(CONNECT_TIMEOUT_ATTR, 200))
.build();
}
跨域配置
spring:
cloud:
gateway:
globalcors: # 全局跨域配置
cors-configurations:
'[/**]':
allowedOrigins: "jinglingwang.cn"
allowedMethods:
- GET
add-to-simple-url-handler-mapping: true
上面的配置，对于所有Get请求，允许来自jinglingwang.cn的跨域请求。
自定义 Route Predicate Factories
通过一个名为AbstractRoutePredicateFactory的抽象类来进行扩展，示例代码：
public class MyRoutePredicateFactory extends AbstractRoutePredicateFactory<MyRoutePredicateFactory.Config> {
public MyRoutePredicateFactory(){
super(Config.class);
}
@Override
public Predicate<ServerWebExchange> apply(Config config){
return new GatewayPredicate() {
@Override
public boolean test(ServerWebExchange exchange) {
String host = exchange.getRequest().getHeaders().getFirst("Host");
return "jinglingwang.cn".equalsIgnoreCase(host);
}
@Override
public String toString() {
return String.format("host: name=%s ", config.host);
}
};
}
public static class Config {
//自定义过滤器的配置属性
@NotEmpty
private String host;
}
}
自定义 GatewayFilter Factories
要写GatewayFilter，必须实现GatewayFilterFactory，可以通过扩展一个名为AbstractGatewayFilterFactory的抽象类来进行。
@Component
public class AddHeaderGatewayFilterFactory extends AbstractGatewayFilterFactory<AddHeaderGatewayFilterFactory.Config>{
public AddHeaderGatewayFilterFactory() {
super(Config.class);
}
@Override
public GatewayFilter apply(Config config){
return (exchange, chain) -> {
// 如果要构建“前置”过滤器，则需要在调用chain.filter之前处理
ServerHttpRequest request = exchange.getRequest().mutate()
.header("source", "jinglingwang.cn").build();
//使用构建器来处理请求
return chain.filter(exchange.mutate().request(request).build());
};
}
public static class Config {
//Put the configuration properties for your filter here
}
}
配置属性
要查看所有与 Spring Cloud 网关相关的配置属性列表，请参见附录
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