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1.網關簡介

所謂的網關就是指系統的統一入口，它封裝了運用程序的內部結構，為客戶端提供統一的服務，一些與業務功能無關的公共邏輯可以在這里實現，諸如認證、鑒權、監控、路由轉發等。

2.什么是spring cloud gateway

網關作為流量的入口，常用的功能包括路由轉發、權限校驗、限流等。

spring cloud gateway是spring cloud推出的第二代網關，是由WebFlux+Netty+Reactor實現的響應式的API網關，它不能在傳統的servlet容器中工作，也不能構建成war包；旨在為微服務提供一種簡單且有效的API路由的管理方式，并基于Filter的方式提供網關的基本功能，例如安全認證、監控、限流等。

spring cloud gateway功能特性：

（1）基于spring Framework5、Project Reactor和spring boot 2.0進行構建

（2）動態路由：能夠匹配任何請求屬性

（3）支持路徑重寫

（4）集成spring cloud服務發現功能（nacos）

（5）可集成流控級功能（sentinel）

（6）可以對路由指定易于編寫的Predicate（斷言）、Filter（過濾器）

2.1核心概念

路由（Route）：

路由是網關中最重要的部分，路由信息包括一個ID、一個目的URL、一組斷言工廠、一組Filter組成。如果斷言為真，則說明請求的URL和配置的路由匹配。

斷言（Predicate）：

java8中的斷言函數，spring cloud gateway中的斷言函數類型是spring 5.0框架中的ServerWebExchange。斷言函數運行開發者去定義匹配Http request中的任何信息，比如請求頭和參數。

過濾器（Filter）：

分為Gateway filter和Global filter，Filter可以對請求和響應進行處理。

3.Spring Cloud Gateway快速開始

（1）創建maven工程

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（2）pom.xml中導入需要的依賴

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

（3）application.properties中配置路由斷言和過濾器

server.port=8086
 
spring.application.name=api-gateway
 
#gateway配置
#網關唯一標識，路由到order，routes是集合，使用數組索引來設置
spring.cloud.gateway.routes[0].id=order_route
#需要轉發的地址
spring.cloud.gateway.routes[0].uri=http://localhost:8084
#斷言規則,predicates也是一個集合，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/**
#過濾器，轉發之前去掉第一層路徑：http://localhost:8085/order/add
spring.cloud.gateway.routes[0].filters[0]=StripPrefix=1

（4）瀏覽器中訪問網關配置的地址，可以路由到我們配置服務器地址

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解 4.Gateway

整合Nacos

在配置文件中寫死的轉發地址，會存在很多問題，我們需要集成nacos，從注冊中心中獲取此地址

（1）pom.xml中添加nacos的依賴

  <!-- Nacos服務注冊發現-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>

（2）application.properties中配置nacos連接信息

#nacos服務連接地址
spring.cloud.nacos.server-addr=127.0.0.1:8848
#nacos discovery連接用戶名
spring.cloud.nacos.discovery.username=nacos
#nacos discovery連接密碼
spring.cloud.nacos.discovery.password=nacos
#nacos discovery工作空間
spring.cloud.nacos.discovery.workspace=public

（3）application.properties中配置路由的uri為需要訪問的服務名，前綴lb（loadBalance負載均衡）

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

對應需要訪問的order服務

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

此時nacos中是有order-service服務的

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（4）重啟服務，是可以路由到我們的order服務的

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（5）簡寫：去掉關于路由的配置，自動尋找服務，根據訪問的地址，自動從nacos中找到服務進行路由。application.properties中配置

#自動識別nacos服務，默認是關閉的，開啟后會根據訪問的地址http://localhost:8086/order-service/order/add
#自動路由到order-service服務上
spring.cloud.gateway.discovery.locator.enabled=true

注釋了其它路由的配置

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自動尋找服務也是可以正常訪問服務

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5.路由斷言工廠（Route Predicate Factories）配置

作用：當請求gateway的時候，使用斷言對請求進行匹配，如果匹配成功就路由轉發，匹配不成功返回404

類型：內置

官網參考地址：https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/#gateway-request-predicates-factories

SpringCloud Gateway包括許多內置的斷言工廠，所有這些斷言都與HTTP請求的不同屬性匹配。

（1）基于DateTime類型的斷言工廠

此類型的斷言工廠根據時間做判斷，主要有三個：

AfterRoutePredicateFactory：接收一個日期參數，判斷請求日期是否晚于指定日期。

BeforeRoutePredicateFactory：接收一個日期參數，判斷請求日期是否早于指定日期

BetweenRoutePredicateFactory：接收兩個日期參數，判斷請求日期是否在指定時間段內

- After=2019-12-31T23:59:59.789+08:00[Asia/Shanghai]

路由規則改為當前時間之后

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

系統訪問404

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

日期改為當前日期之前

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服務正常訪問

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（2）基于遠程地址的斷言工廠

RemoteAddrRoutePredicateFactory：接收一個IP地址段，判斷請求主機地址是否在地址段中

- RemoteAddr=192.168.1.1/24

（3）基于Cookie的斷言工廠

CookieRoutePredicateFactory：接收兩個參數，cookie名字和一個正則表達式，判斷cookie是否具有給定名稱且值與正則表達式匹配。

-Cookie=chocolate,ch.

（4）基于Header的斷言工廠

HeaderRoutePredicateFactory：接收兩個參數，標題名稱和正則表達式，判斷請求Header是否具有給定名稱值與正則表達式匹配。

-Header=X-Request-Id,\d+

（5）基于Host的斷言工廠

HostRoutePredicateFactory：接收一個參數，主機名模式，判斷請求的Host是否滿足匹配規則。

-Host=**.testhost.org

（6）基于Method請求方法的斷言工廠

MethodRoutePredicateFactory：接收一個參數，判斷請求類型是否跟指定的類型匹配

-Method=GET

（7）基于Path請求路徑的斷言工廠

PathRoutePredicateFactory：接收一個參數，判斷請求的URI部分是否滿足路徑規則

-Path=/foo/{segment}

（8）基于Query請求參數的斷言工廠

QueryRoutePredicateFactory：接收兩個參數，請求param和正則表達式，判斷請求參數是否具有給定個名稱且值與正則表達式匹配

-Query=baz,ba.

（9）基于路由權重的斷言工廠

WeightRoutePredicateFactory：接收一個[組名,權重]，然后對于同一個組內的路由按照權重轉發

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.自定義路由斷言工廠

自定義路由斷言工廠需要繼承AbstractRoutePredicateFactory類，重寫apply的方法邏輯，在apply方法中通過exchange.getRequest()拿到ServerHttpRequest對象，從而可以獲取到請求的參數、請求方式、請求頭等信息

注意：

類的命名需要以RoutePredicateFactory結尾；

必須使用spring的bean加載到容器中；

必須繼承AbstractRoutePredicateFactory；

必須聲明靜態內部類，聲明屬性來接收配置文件中對應的斷言信息；

需要結合shortcutFieldOrder進行綁定；

通過apply進行邏輯判斷，true就是匹配成功，false則匹配失敗

（1）創建一個類CheckAuthRoutePredicateFactory，里面的處理代碼，可以直接復制一份

QueryRoutePredicateFactory邏輯代碼

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

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;
 
/**
 * 自定義斷言工廠
 */
@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）自定義的斷言類名為CheckAuthRoutePredicateFactory，所以application.properties中使用CheckAuth作為斷言規則配置

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（3）修改CheckAuthRoutePredicateFactory類，定義靜態類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網關功能特征詳解

（4）結合中shortcutFieldOrder使用，添加name屬性到集合中

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（5）apply方法中獲取Config中的name值，進行判斷匹配，返回true或false

（6）訪問系統可以正常訪問

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（7）當改了application.properties中的CheckAuth值后，訪問不到服務

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（8）完整自定義CheckAuthRoutePredicateFactory代碼

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;
 
/**
 * 自定義斷言工廠
 */
@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過濾器

官網參考：https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/#gatewayfilter-factories

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（1）添加請求頭AddRequestHeader

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

被調用接口中接收參數

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

參數傳遞成功

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（2）為路由轉發添加前綴PrefixPath

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

被調用服務需要配置context-path服務前綴

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（3）RedirectTo重定向到其他服務，訪問接口后跳轉到配置的服務地址

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

8.自定義過濾器

注意：

類的命名需要以GatewayFilterFactory結尾；

必須使用spring的bean加載到容器中；

必須繼承AbstractNameValueGatewayFilterFactory；

必須聲明靜態內部類，聲明屬性來接收配置文件中對應的斷言信息；

需要結合shortcutFieldOrder進行綁定；

通過apply進行邏輯判斷

（1）創建一個類CheckAuthGatewayFilterFactory，里面的處理代碼，可以直接復制一份

RedirectToGatewayFilterFactory邏輯代碼

（2）自定義的斷言類名為CheckAuthGatewayFilterFactory，所以application.properties中使用CheckAuth作為過濾器配置

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（3）修改CheckAuthGatewayFilterFactory類，定義靜態類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網關功能特征詳解

（4）結合中shortcutFieldOrder使用，添加value屬性到集合中

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（5）apply方法中獲取Config中的value值，進行判斷匹配，繼續執行或者返回404狀態

（6）不帶參數或者帶的參數不匹配時，訪問不到系統

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（7）當參數與application.properties中的CheckAuth匹配后，正常訪問服務

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（8）完整自定義CheckAuthGatewayFilterFactory代碼

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) {
                //獲取到請求的參數值
                String name = exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("name");
                if(config.getValue().equals(name)){  //參數name的值等于配置的值
                    return chain.filter(exchange);  //正常訪問服務
                }else{ //直接返回404
                    exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.NOT_FOUND); //設置狀態碼
                    return exchange.getResponse().setComplete(); //設置結束訪問
                }
            }
        };
    }
 
    public static class Config {
       private String value;
 
        public String getValue() {
            return value;
        }
 
        public void setValue(String value) {
            this.value = value;
        }
    }
}

9.自定義全局過濾器（Global Filters）

局部過濾器和全局過濾器區別:

局部：局部針對某個路由，需要在路由中進行配置

全局：針對所有路由請求，一旦配置就會投入使用

實現GlobalFilter接口，重寫filter方法

/**
 * 全局過濾器
 */
@Component
public class GlobalLogFilter implements GlobalFilter {
 
    Logger log = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());
 
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        log.info("請求的路徑:"+exchange.getRequest().getPath().value());
        //直接返回驗證通過
        return chain.filter(exchange);
    }
}

當訪問接口時，全局過濾器攔截到請求信息

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

10.Gateway跨域配置（CORS Configuration）

官網參考：https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/#cors-configuration

跨域請求錯誤提示信息：在63342端口的頁面調用8086端口的后臺，出現跨域

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

在application.properties中配置：

#配置跨域允許（端口1的頁面調用端口2的后臺，出現跨域）
#允許跨域訪問的資源：[/**]   allowed-origins：跨域允許來源
spring.cloud.gateway.globalcors.cors-configurations.[/**].allowed-origins=*
#跨域允許的請求方法（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

寫配置類允許跨域：

/**
 * 配置跨域
 */
@Configuration
public class CorsConfig {
 
    @Bean
    public CorsWebFilter corsFilter(){
        //配置允許的設置
        CorsConfiguration config = new CorsConfiguration();
        config.addAllowedMethod("*");
        config.addAllowedOrigin("*");
        config.addAllowedHeader("*");
 
        //配置添加到資源中
        UrlBasedCorsConfigurationSource source = new UrlBasedCorsConfigurationSource();
        source.registerCorsConfiguration("/**",config);
        
        return new CorsWebFilter(source);
 
    }
}

配置跨域后請求成功：

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

11.Gateway整合Sentinel進行流控

網關作為內部系統外的一層屏障，對內起到一定的保護作用，限流便是其中之一。網關層的限流可以針對不同路由進行限流，也可以針對接口進行限流，或者根據接口的特征進行分組限流。

（1）pom.xml中添加依賴

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

（2）application.properties中添加sentinel控制臺連接

#整合sentinel控制臺
spring.cloud.sentinel.transport.dashboard=127.0.0.1:8090

（3）重啟服務，啟動sentinel控制臺服務，訪問接口，打開sentinel控制臺，可以看到sentinel為gateway單獨開放不同的菜單

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（4）針對order_route進行流控設置

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（5）快速訪問網關服務，達到設置的qps后，出現流控

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

12.流控配置說明

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（1）API類型：RouteId和Api分組

RouteId對應application.properties中配置的id

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

Api分組可以在API管理處添加具有相同屬性控制的分組

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

在流控管理頁面添加設置，此流控設置將會對這組中設置的接口都有流控效果

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

（2）針對請求屬性設置

可以設置ip、請求頭等信息，匹配模式有精確、子串（結尾匹配）、正則表達式

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

13.自定義重寫流控返回信息

默認的流控返回信息不太友好

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解

通過GatewayCallbackManager自定義流控信息

/**
 * 自定義流控返回信息
 */
@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);
    }
}

此時在訪問接口，被流控后返回自定義的流控信息

Spring cloud alibaba之Gateway網關功能特征詳解