Spring|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
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                      (2)pom.xml中导入需要的依赖
                      org.springframework.cloudspring-cloud-starter-gateway3.0.1

                      (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/addspring.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/addspring.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
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                      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
                      com.alibaba.cloudspring-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)
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                      对应需要访问的order服务
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                      此时nacos中是有order-service服务的
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                      (4)重启服务,是可以路由到我们的order服务的
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                      (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
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                      自动寻找服务也是可以正常访问服务
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                      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
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                      系统访问404
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                      日期改为当前日期之前
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                      服务正常访问
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                      (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_highuri: https://weighthigh.orgpredicates:- Weight=group1, 8- id: weight_lowuri: https://weightlow.orgpredicates:- 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
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                      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 */@Componentpublic 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"); } public 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 = https://www.it610.com/article/(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()); }}; } @Validatedpublic static class Config {@NotEmptyprivate 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
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                      (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
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                      (4)结合中shortcutFieldOrder使用,添加name属性到集合中
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                      (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
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                      (7)当改了application.properties中的CheckAuth值后,访问不到服务
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                      (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 */@Componentpublic 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; } }; } @Validatedpublic 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
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                      (1)添加请求头AddRequestHeader
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                      被调用接口中接收参数
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                      参数传递成功
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                      (2)为路由转发添加前缀PrefixPath
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                      被调用服务需要配置context-path服务前缀
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                      (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
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                      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
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                      (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
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                      (4)结合中shortcutFieldOrder使用,添加value属性到集合中
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                      (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
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                      (7)当参数与application.properties中的CheckAuth匹配后,正常访问服务
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                      (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; @Componentpublic class CheckAuthGatewayFilterFactory extends AbstractGatewayFilterFactory { public CheckAuthGatewayFilterFactory() {super(CheckAuthGatewayFilterFactory.Config.class); } @Overridepublic List shortcutFieldOrder() {return Arrays.asList("value"); } @Overridepublic GatewayFilter apply(Config config) {return new GatewayFilter() {@Overridepublic 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404exchange.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 = https://www.it610.com/article/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 */@Componentpublic class GlobalLogFilter implements GlobalFilter { Logger log = LoggerFactory.getLogger(this.getClass()); @Overridepublic 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
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                      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
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                      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 */@Configurationpublic class CorsConfig { @Beanpublic 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:
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                      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.cloudspring-cloud-alibaba-sentinel-gateway com.alibaba.cloudspring-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
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                      (4)针对order_route进行流控设置
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                      (5)快速访问网关服务,达到设置的qps后,出现流控
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                      12.流控配置说明 Spring|Spring cloud alibaba之Gateway网关功能特征详解
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                      (1)API类型:RouteId和Api分组
                      RouteId对应application.properties中配置的id
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                      Api分组可以在API管理处添加具有相同属性控制的分组
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                      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
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                      (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
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                      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
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                      通过GatewayCallbackManager自定义流控信息
                      /** * 自定义流控返回信息 */@Configurationpublic class GatewayConfig { @PostConstructpublic void init(){BlockRequestHandler blockRequestHandler = new BlockRequestHandler() {@Overridepublic 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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