微服务网关 —— SpringCloud Gateway

Gateway 简介

Spring Cloud Gateway 基于 Spring 5、Spring Boot 2 和 Project Reactor 等技术，是在 Spring 生态系统之上构建的 API 网关服务，Gateway 旨在提供一种简单而有效的方式来对 API 进行路由以及提供一些强大的过滤器功能，例如熔断、限流、重试等

Spring Cloud Gateway 具有如下特性：

• 基于 Spring Framework 5、Project Reactor 以及 Spring Boot 2.0 进行构建
• 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 和 Filter
• 请求限流功能
• 路径重写

Gateway 快速入门

创建项目，引入依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>

在配置文件 application.yml 添加如下配置

server:
  port: 9201 # 指定运行端口

spring:
  application:
    name: gateway-service # 指定服务名称
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: path_route  # 路由ID
          uri: http://localhost:8201/user/getUser  # 匹配后路由地址
          predicates: # 断言,路径相匹配的路由
            - Path=/user/getUser

也可以按如下配置

@Configuration
public class GatewayConfig {

    @Bean
    public RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) {
        return builder.routes()
                .route("path_route2", r -> r.path("/user/getUserInfo")
                        .uri("http://localhost:8201/user/getUserInfo"))
                .build();
    }
}

如果整合 Nacos 注册中心并配置多实例作负载均衡则在配置文件 application.yml 如下配置

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: service-01
          uri: lb://service-01	# service-01是在nacos注册的服务名,lb://表示启用负载均衡
          predicates:
            - Path=/service-01/**
        - id: service-02
          uri: lb://service-02
          predicates:
            - Path=/service-02/**

Gateway 路由工厂

Spring Cloud Gateway 包括许多内置的路由断言工厂，所有这些断言都与 HTTP 请求的不同属性匹配，多个路由断言工厂可以进行组合

1. After Route Predicate Factory

在指定时间之后的请求会匹配该路由

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: after_route
          uri: http://example.org
          predicates:
            - After=2017-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver]

2. Before Route Predicate Factory

在指定时间之前的请求会匹配该路由

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: before_route
          uri: http://example.org
          predicates:
            - Before=2017-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver]

3. Between Route Predicate Factory

在指定时间区间内的请求会匹配该路由

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: between_route
          uri: http://example.org
          predicates:
            - Between=2017-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver], 2017-01-21T17:42:47.789-07:00[America/Denver]

4. Cookie Route Predicate Factory

带有指定 Cookie 的请求会匹配该路由

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: cookie_route
          uri: http://example.org
          predicates:
            - Cookie=milk, yili # cookie为milk=yili

5. Header Route Predicate Factory

带有指定请求头的请求会匹配该路由

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: header_route
          uri: http://example.org
          predicates:
            - Header=X-Request-Id, 1	# 请求头为X-Request-Id=1

6. Host Route Predicate Factory

带有指定 Host 的请求会匹配该路由

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: host_route
          uri: http://example.org
          predicates:
            - Host=**.somehost.org	# 请求头为Host:www.somehost.org的请求可以匹配该路由

7. Method Route Predicate Factory

发送指定方法的请求会匹配该路由

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: method_route
          uri: http://example.org
          predicates:
            - Method=GET,POST

8. Path Route Predicate Factory

发送指定路径的请求会匹配该路由

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: path_route
          uri: http://example.org
          predicates:
            - Path=/red/{segment},/blue/{segment} # /red/1或/blue/1路径请求可以匹配该路由

9. Query Route Predicate Factory

带指定查询参数的请求可以匹配该路由

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: query_route
          uri: http://example.org
          predicates:
            - Query=green # 带green=l查询参数的请求可以匹配该路由

10. RemoteAddr Route Predicate Factory

从指定远程地址发起的请求可以匹配该路由

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: remoteaddr_route
          uri: http://example.org
          predicates:
            - RemoteAddr=192.168.1.1/24 # 从192.168.1.1发起请求可以匹配该路由

11. Weight Route Predicate Factory

使用权重来路由相应请求，以下代码表示有 80% 的请求会被路由到 weighthigh.org，20% 会被路由到 weightlow.org

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: weight_high
          uri: http://weighthigh.org
          predicates:
            - Weight=group1, 8
        - id: weight-low
          uri: http://weightlow.org
          predicates:
            - Weight=group1, 2

可以使用 metadata 为每个 route 增加附加属性

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: route-with-metadata
          uri: http://example.org
          metadata:
          	optionName: "OptionValue"
          	compositeObject:
          		name: "value"
          	iAmNumber: 1

可以从 exchange 获取所有元数据属性：

Route route = exchange.getAttribute(GATEWAY_ROUTE_ATTR);
route.getMetadata();
route.getMetadata (someKey);

Gateway 过滤器工厂

路由过滤器可用于修改进入的 HTTP 请求和返回的 HTTP 响应，Spring Cloud Gateway 内置了多种路由过滤器，由 GatewayFilter 的工厂类产生

1. AddRequestParameter GatewayFilter

AddRequestParameter GatewayFilter 是给请求添加参数的过滤器·

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: add_request_parameter_route
          uri: http://example.org
          filters:
          	- AddRequestParameter=username, tom	# 对GET请求添加usemame=tom的请求参数
          predicates:
            - Method=GET

2. StripPrefixPath GatewayFilter

PrefixPath GatewayFilter 是对指定数量的路径前缓进行去除的过滤器

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: strip_prefix_route
          uri: http://example.org
          filters:
          	# 把以/user-service/开头的请求的路径去除两位
          	# 相当于http://1ocalhost:9201/user-service/a/user/1
          	# 转换成http://localhost:8080/user/1
          	- StripPrefix=2
          predicates:
            - Path=/user-service/**

3. PrefixPath GatewayFilter

与 StripPrefix 过滤器恰好相反，PrefixPath GatewayFilter 会对原有路径进行增加操作

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: prefix_prefix_route
          uri: http://example.org
          filters:
          	# 对所有GET请求添加/user路径前缀
          	# 相当于http://1ocalhost:9201/get
          	# 转换成http://localhost:8080/user/get
          	- PrefixPath=/user
          predicates:
            - Method-GET

Gateway 全局过滤器

GlobalFilter 全局过滤器与普通的过滤器 GatewayFilter 具有相同的接口定义，只不过 GlobalFilter 会作用于所有路由

发起请求时，Filtering Web Handler 处理器会添加所有 GlobalFilter 实例和匹配的 GatewayFilter 实例到过滤器链中，过滤器链会使用 @Ordered 注解所指定的顺序进行排序，数值越小越靠前执行，默认 GatewayFilter 设置的 order 值为 1，如果 GatewayFilter 和 GlovalFilter 设置的 order 值一样，优先执行 GatewayFilter

@Component
public class CustomGlobalFilter implements GlobalFilter, Ordered {

    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        log.info("custom global filter");
        return chain.filter(exchange);
    }

    @Override
    public int getOrder() {
        return -1;
    }
}

Gateway 跨域

Gateway 是支持 CORS 的配置，可以通过不同的 URL 规则匹配不同的 CORS 策略，例如：

spring:
  cloud:
    gateway:
    	globalcors:
            corsConfiqurations:
                '[/**]':
                    allowedOrigins: "https://docs.spring.io"
                    allowedMethods:
                        - GET

在上面的示例中，对于所有 GET 请求，将允许来自 docs.spring.io 的 CORS 请求

Gateway 还提供更为详细的配置

spring:
  cloud:
    gateway:
    	globalcors:
            cors-confiqurations:
                '[/**]':
                	# 允许携带认证信息
                	allow-credentials: true
                	# 允许跨城的源(网站城名/ip),设置*为全部
                    allowed-origins:
                    - "http://localhost:13009"
                    - "http://localhost:13010"
                    # 允许跨城请求里的head字段,设置*为全部
                    allowed-headers: "*"
                    # 允许跨城的method,默认为GET和OPTIONS,设置*为全部
                    allowed-methods:
                    - OPTIONS
                    - GET
                    - POST
                    # 跨域允许的有效期
                    max-age: 3600
                    # 允许response的head信息
                    # 默认仅允许如下6个:
                    # Cache-Control
                    # Content-Language
                    # Content-Type
                    # Expires
                    # Last-Modified
                    # Praqma
                    # exposed-headers:

HTTP 超时配置

1. 全局超时

spring:
  cloud:
    gateway:
    	httpclient:
    		connect-timeout: 1000 # 连接超时配置,单位为毫秒
    		response-timeout: 5s # 响应超时,单位为 java.time.Duration

2. 每个路由配置

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: per_route_timeouts
          uri: http://example.org
          predicates:
            - Path=/user-service/**
          metadata:
          	response-timeout: 200 # 响应超时,单位为毫秒
          	connect-timeout: 200 # 连接超时配置,单位为毫秒

TLS/SSL 设置

在 Web 服务应用中，为了数据的传输安全，会使用安全证书以及 TLS/SSL 加密，Gateway 可以通过遵循常规的 Spring 服务器配置来侦听 HTTPS 上的请求

server:
	ssl:
		# 启用ssl
		enabled: true
		# 启用证书
		key-alias: scg
		# 证书密码
		key-store-password: scg1234
		# 证书地址
		key-store: classpath:scg-keystore.pl2
		# 证书类型
		key-store-type: PKCS12

可以使用以下配置为 Gateway 配置一组可信任的已知证书

spring:
  cloud:
    gateway:
    	httpclient:
    		ssl:
    			trustedX509Certificates:
                - certl.pem
                - cert2.pem