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 gateway
• 2.1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

<!-- 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

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）

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<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

（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<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

（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.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

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 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：

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

（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<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