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springcloud实践二:gateway网关详解
xmh
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2021年09月09日 am08:41
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微服务框架当前大行其道,网关在微服务架构中是一个非常重要的部分,网关一般作为项目的统一请求入口提供给前端开发人员,前端开发人员不用知道每个微服务的请求地址。网关可以统一对所有请求做过滤、限流、负载均衡、监控等处理,而不必在每个微服务项目重复处理请求。网关配合注册中心也可以很好的实现微服务的动态扩容,只需要在网关将请求路由转发到注册中心的微服务上即可,由注册中心进行负载均衡处理。
Spring Cloud Gateway旨在提供一种简单而有效的方法来路由到api,并为它们提供额外功能,例如:安全性、监控和弹性控制。
Spring Cloud Gateway基于Spring Boot 2.x, Spring WebFlux, 由Spring Webflux提供Netty的运行环境。它不能在传统Servlet容器中工作,也不能在构建为WAR时工作。
Spring Cloud Gateway底层通信框架基于Netty,不同于第一代网关Zuul,gateway是非阻塞的,并且是spring官方开发的,所以拥有强劲的性能。

spring cloud gateway
下面介绍下Spring Cloud Gateway的实际使用。
spring-boot和spring-cloud版本
- spring-cloud Hoxton.SR8
- spring-boot 2.3.3.RELEASE
- spring-cloud-starter-gateway 2.2.5.RELEASE(不需要在pom指定,跟随spring cloud即可)
下面我会演示下实际的项目代码以及效果,我想尽量把需要的代码都贴出来,所以会写的比较细,如果已经掌握的部分可以跳着看即可。
我们现在新建了一个简单的父项目和网关子项目
项目结构

项目结构
其中父项目只有一个pom文件,引入了一个公共工具依赖,定义了spring boot和spring cloud的版本,子项目中就不需要定义spring子项目的版本了。
父项目pom.xml文件
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"> <modelVersion>4.0.0</modelVersion> <groupId>com.huangtl</groupId> <artifactId>springcloud-parent</artifactId> <version>1.0-SNAPSHOT</version> <modules> <module>gateway</module> </modules> <packaging>pom</packaging> <properties> <java.version>1.8</java.version> </properties> <parent> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId> <version>2.3.3.RELEASE</version> </parent> <dependencyManagement> <dependencies> <dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId> <version>Hoxton.SR8</version> <type>pom</type> <scope>import</scope> </dependency> </dependencies> </dependencyManagement> <dependencies> <dependency> <groupId>cn.hutool</groupId> <artifactId>hutool-all</artifactId> <version>5.1.3</version> </dependency> </dependencies> <build> <plugins> <plugin> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId> <executions> <execution> <goals> <goal>repackage</goal> </goals> </execution> </executions> </plugin> </plugins> </build> <!--因为有些依赖仅在Spring Milestones中提供,所以要配置这个仓库地址--> <repositories> <repository> <id>spring-milestones</id> <name>Spring Milestones</name> <url>https://repo.spring.io/milestone</url> <snapshots> <enabled>false</enabled> </snapshots> </repository> </repositories> </project>
gateway项目
1.引入
spring-cloud-starter-gateway依赖
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"> <parent> <artifactId>springcloud-parent</artifactId> <groupId>com.huangtl</groupId> <version>1.0-SNAPSHOT</version> </parent> <modelVersion>4.0.0</modelVersion> <artifactId>gateway</artifactId> <dependencies> <dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId> </dependency> </dependencies> </project>
注意,spring-cloud-gateway是不支持spring-boot-starter-web依赖的,一般我们会把网关单独建一个项目。
2.配置文件
在resources目录下新建application.yml,我们将在这里配置大部分的gateway配置项,在配置这些配置项之前,我们先了解几个gateway配置项的概念。
- Route 路由配置项,包含一个id(唯一标志)、uri(请求转发到该uri)、predicates(请求的匹配条件)、filters(过滤请求)
- Predicate 请求的匹配条件,可以配置请求路径、请求头或参数、请求时间等的匹配条件,若符合条件则匹配路由
- Filter 可以修改请求和响应数据,比如修改请求路径、修改请求头、删除请求参数、修改响应头、设置断路器等等
predicate的配置项有快捷和完整两种写法:
快捷写法格式:- 表达式名称 = 参数(多参数可逗号隔开)
spring: cloud: gateway: routes: - id: after_route uri: https://example.org predicates: - Cookie=mycookie,mycookievalue
完整写法用 - name 加上 args参数来配置,上面快捷写法对应的完整写法如下:
spring: cloud: gateway: routes: - id: after_route uri: https://example.org predicates: - name: Cookie args: name: mycookie regexp: mycookievalue
我们接下去的测试都会用快捷的写法。
3.新建一个springboot启动类
package com.huangtl.gateway; import org.springframework.boot.SpringApplication; import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication; @SpringBootApplication public class GatewayApp { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(GatewayApp.class, args); } }
网关项目基本结构完成。
下游测试项目
1.我们新建一个项目用于网关的下游项目,即网关会将匹配的请求转发到该项目。我们新建一个user-service的服务项目。
我们在user-service项目pom.xml文件只引入一个springboot web的依赖,用于访问接口即可。
<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency>
2.配置文件
在resources目录下新建application.yml,简单配置下端口
server: port: 8092
3.新建一个启动类
@SpringBootApplication public class UserServiceApp { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(UserServiceApp.class, args); } }
整体项目结构

整体项目结构
下面开始测试gateway的各种配置及效果
为了方便测试我们在用户服务下游项目中建立两个接口类
PrefixController.java (带“/user-api”前缀)
@RestController @RequestMapping("/user-api") public class PrefixController { @RequestMapping("/") public String hello(){ return "这是用户/user-api服务"; } @RequestMapping("/a") public String a(){ return "这是用户/user-api/a服务"; } @RequestMapping("/b") public String b(){ return "这是用户/user-api/b服务"; } @RequestMapping("/get/a") public String geta(){ return "这是用户/user-api/get/a服务"; } @RequestMapping("/delete/a") public String deletea(){ return "这是用户/user-api/delete/a服务"; } }
RootController.java (根目录)
@RestController @RequestMapping("/") public class RootController { @RequestMapping("/") public String hello(){ return "这是用户/服务"; } @RequestMapping("/a") public String a(){ return "这是用户/a服务"; } @RequestMapping("/b") public String b(){ return "这是用户/b服务"; } @RequestMapping("/get/a") public String geta(){ return "这是用户/get/a服务"; } @RequestMapping("/delete/a") public String deletea(){ return "这是用户/delete/a服务"; } }
用户服务项目完成了,启动用户项目,我们开始在网关项目测试配置请求匹配表达式和过滤器,我就不贴网关项目的端口8091配置了,贴主gateway配置相关的代码。
predicates请求匹配表达式配置示例
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 #具体地址方式 predicates: - Path=/user-api/**
效果:匹配请求为/user-api/开头的请求,并转发到
http://localhost:8092/user-api/**

Path
可以逗号隔开匹配多个请求
- Path=/user-api/get/**,/user-api/delete/**

Path

Path
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 #具体地址方式 predicates: - Method=GET,POST #匹配请求方法
匹配请求的http方法为get和post的请求

Method

Method
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 #具体地址方式 predicates: - Host=**.somehost.org,**.anotherhost.org
匹配请求的主机头白名单,多个逗号隔开
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 #具体地址方式 predicates: - Header=X-Request-Id, \d+
请求头部匹配,需要两个参数逗号隔开,后一个参数为正则表达式

有Header

无Header
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 #具体地址方式 predicates: - Cookie=mycookie,mycookievalue
匹配cookie名称为mycookie且值为mycookievalue的请求,后一个参数为正则表达式
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 predicates: - Before=2017-01-20T17:42:47.789-07:00[Asia/Shanghai]
匹配2017年1月20日之前发出的请求,很适合做如临时的维护接口
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 predicates: - After=2017-01-20T17:42:47.789-07:00[Asia/Shanghai]
匹配2017年1月20日以后发出的请求
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 #具体地址方式 predicates: - Between=2017-01-20T17:42:47.789-07:00[Asia/Shanghai], 2017-01-21T17:42:47.789-07:00[Asia/Shanghai]
此路由匹配在2017年1月20日17点42分之后和2017年1月21日17点42分之前发出的请求。这对于维护窗口非常有用。
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 #具体地址方式 predicates: - Query=name
匹配查询参数包含name的请求如
http://localhost:8091/user-api/delete/a?name=11 。
也可以设置同时匹配查询参数和参数值,如下配置意味着匹配查询参数为name,值为zhangsan的请求
- Query=name, zhangsan
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 #具体地址方式 predicates: - RemoteAddr=192.168.1.1/24
请求ip匹配,ip/子网掩码
我们模仿Path条件来自定义一个表达式
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 #具体地址方式 predicates: - My=/user-api/get/a
注意我们自定义表达式命名为“My”,我们需要新建一个类名必须为MyRoutePredicateFactory的条件表达式工厂类,需继承
AbstractRoutePredicateFactory抽象类,重写apply方法。
package com.huangtl.gateway.factory; import org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.AbstractRoutePredicateFactory; import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpRequest; import org.springframework.stereotype.Component; import org.springframework.web.server.ServerWebExchange; import java.util.Arrays; import java.util.List; import java.util.function.Predicate; /** * 自定义路由匹配表达式 * @Description 类名以前缀+RoutePredicateFactory的方式,比如MyRoutePredicateFactory,配置里 * @Author huangtl **/ @Component public class MyRoutePredicateFactory extends AbstractRoutePredicateFactory<MyRoutePredicateFactory.Config> { public MyRoutePredicateFactory() { super(Config.class); } /** * 可以参考官方自带的一些表达式{@link org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate} * @param config * @return */ @Override public Predicate<ServerWebExchange> apply(Config config) { // grab configuration from Config object return exchange -> { //根据exchange的一些信息判断是否通过 ServerHttpRequest request = exchange.getRequest(); //判断请求参数是否和配置的信息匹配 if(request.getPath().value().equals(config.getCustomPath())){ return true; } return false; }; } //需要加此方法apply方法的config才能获取到配置的值,官方文档示例坑爹 @Override public List<String> shortcutFieldOrder() { return Arrays.asList("customPath"); } public static class Config { //Put the configuration properties for your filter here private String customPath; public String getCustomPath() { return customPath; } public void setCustomPath(String customPath) { this.customPath = customPath; } @Override public String toString() { return customPath; } } }
注意继承
AbstractRoutePredicateFactory类时的泛型指定了本类的Config配置。Config类定义了一个customPath属性,对应配置文件中的My对应的值
- My=/user-api/get/a
在apply重写方法中可以通过config.getCustomPath()取到该配置值,然后根据请求地址和该值做匹配判断即可。注意需要重写shortcutFieldOrder方法把customPath参数注册进去才可以。
filters过滤器配置示例
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 #具体地址方式 predicates: - Path=/get/** filters: - PrefixPath=/user-api
会在请求地址前面加上PrefixPath设置的值,如 /get/** 会转发到下游项目的接口/user-api/get/** 。

过滤器一:PrefixPath
可以看到我们请求
http://localhost:8091/get/a,并没有转发到下游的/get/a接口,而是请求到了/user-api/get/a接口。
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 predicates: - Path=/user-api/** filters: - RewritePath=/user-api, /
两个参数逗号隔开,请求路径上第一个参数字符串替换为第二个参数字符串,如上配置的效果:将 /user-api/get/a 变成 /get/a
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 predicates: - Path=/user-api/** filters: - StripPrefix=1
清除掉路径前缀数量:
值为1效果:/user-api/get/a ==> /get/a
值为2效果:/user-api/get/a ==> /a
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 predicates: - Path=/user-api/** filters: - SetPath=/a
重新设置路径,效果:/user-api/a 变成 /a

过滤器四:SetPath
可以看到,匹配的请求路径都被转发到下游项目的 /a 接口去了
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 predicates: - Path=/user-api/** filters: - name: CircuitBreaker args: name: myCircuitBreaker fallbackUri: forward:/fallback2
断路器配置,这里用的是完整写法,当请求下游项目发生异常或无法请求时,会改成请求fallbackUri配置的地址代替,上例中会请求到网关项目的/fallback2接口。
@RequestMapping("/fallback2") public String fallback2(){ return "这是fallback2服务"; }
注意- name对应的CircuitBreaker不能更改,需要添加
spring-cloud-starter-circuitbreaker-reactor-resilience4j依赖。
<dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-circuitbreaker-reactor-resilience4j</artifactId> </dependency>
也有Hystrix断路器的用法,需要添加
spring-cloud-starter-netflix-hystrix依赖,因为Netflix已经将Hystrix置于仅维护模式,spring官方建议使用Resilience4J。
<dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId> </dependency>
Hystrix断路器配置
- name: Hystrix args: name: fallbackcmd fallbackUri: forward:/fallback2
测试效果,我们不启动user-service下游服务项目,请求网关时会请求到断路器配置接口。

过滤器五:CircuitBreaker
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 predicates: - Path=/user-api/** filters: - AddRequestHeader=X-Request-name, huangtl
添加请求头,逗号隔开,第一个值为请求头名称,第二个值为请求头的值。
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 predicates: - Path=/user-api/** filters: - AddRequestParameter=name, huangtl
添加请求参数,逗号隔开,第一个值为请求参数名称,第二个值为请求参数的值。
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 predicates: - Path=/user-api/** filters: - AddResponseHeader=X-Response-name, huangtl
添加响应头,逗号隔开,第一个值为响应头名称,第二个值为响应头的值。
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 predicates: - Path=/user-api/** filters: - MapRequestHeader=host, host1
修改请求头,上例中将host请求头替换成host1请求头重新生成内容
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 predicates: - Path=/user-api/** filters: - RemoveRequestHeader=x-forwarded-for
删除请求头,在转发到下游项目前删除设置的请求头。
- 过滤器十一:RemoveResponseHeader
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 predicates: - Path=/user-api/** filters: - RemoveResponseHeader=Content-Length
删除响应头,下游项目响应回来后删除设置的响应头。
- 过滤器十二:RemoveRequestParameter
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 predicates: - Path=/user-api/** filters: - RemoveRequestParameter=name
删除请求参数。
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 predicates: - Path=/user-api/** filters: - SetRequestHeader=X-Request-Red, Blue
替换所有请求头,逗号隔开,前一个是请求头key,第二个是请求头替换后的的值。
spring: cloud: gateway: routes: - id: user_route uri: http://localhost:8092 predicates: - Path=/user-api/** filters: - SetResponseHeader=X-Response-Red, Blue
替换所有响应头,逗号隔开,前一个是响应头key,第二个是响应头替换后的的值。
好了,gateway网关的大部分配置内容就介绍完了,spring cloud gateway的官方文档总体上比其他子项目的要容易理解一些,有兴趣的可以自己查阅。
希望本文对你有所帮助。