Spring Cloud Gateway编码实现任意地址跳转

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本篇概览

• 作为《Spring Cloud Gateway实战》系列的第十四篇，本文会继续发掘Spring Cloud Gateway的潜力，通过编码体验操控网关的乐趣，开发出一个实用的功能：让Spring Cloud Gateway应用在收到请求后，可以按照业务的需要跳转到任意的地址去

一般路由规则

• 先来看一个普通的路由规则，如下所示，意思是将所有/hello/**的请求转发到http://127.0.0.1:8082这个地址去：

spring:
  application:
    name: hello-gateway
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: path_route
          uri: http://127.0.0.1:8082
          predicates:
          - Path=/hello/**

• 上述规则的功能如下图所示，假设这就是生产环境的样子，192.168.50.99:8082是提供服务的后台应用：
  
  

特殊规则

• 以上是常规情况，但也有些特殊情况，要求SpringCloud Gateway把浏览器的请求转发到不同的服务上去
• 如下图所示，在之前的环境中增加了另一个服务（即蓝色块），假设蓝色服务代表测试环境
  
  
• 浏览器发起的/hello/str请求中，如果header中带有tag-test-user，并且值等于true，此时要求SpringCloud Gateway把这个请求转发到测试环境
• 如果浏览器的请求header中没有tag-test-user，SpringCloud Gateway需要像以前那样继续转发到192.168.50.99:8082
• 很明显，上述需求难以通过配置来实现，因为转发的地址和转发逻辑都是围绕业务逻辑来定制的，这也就是本篇的目标：对同一个请求path，可以通过编码转发到不同的地方去
• 实现上述功能的具体做法是：自定义过滤器

设计

• 编码之前先设计，把关键点想清楚再动手
• 今天咱们要开发一个SpringCloud Gateway应用，里面新增一个自定义过滤器
• 实现这个功能需要三个知识点作为基础，也就是说，您会通过本篇实战掌握以下知识点：

1. 自定义过滤器
2. 自定义过滤器的配置参数和bean的映射
3. 编码构造Route实例

• 用思维导图将具体工作内容展开，如下图所示，咱们就按部就班的实现吧：
  
  

源码下载

• 本篇实战中的完整源码可在GitHub下载到，地址和链接信息如下表所示(https://github.com/zq2599/blog_demos)：

名称	链接	备注
项目主页	https://github.com/zq2599/blog_demos	该项目在GitHub上的主页
git仓库地址(https)	https://github.com/zq2599/blog_demos.git	该项目源码的仓库地址，https协议
git仓库地址(ssh)	git@github.com:zq2599/blog_demos.git	该项目源码的仓库地址，ssh协议

• 这个git项目中有多个文件夹，本篇的源码在spring-cloud-tutorials文件夹下，如下图红框所示：
  
  - spring-cloud-tutorials内部有多个子项目，本篇的源码在gateway-dynamic-route文件夹下，如下图红框所示：
  
  

编码

• 新建名为gateway-dynamic-route的maven工程，其pom.xml内容如下：

<?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>spring-cloud-tutorials</artifactId>
        <groupId>com.bolingcavalry</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>gateway-dynamic-route</artifactId>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.bolingcavalry</groupId>
            <artifactId>common</artifactId>
            <version>${project.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <plugins>
            <!-- 如果父工程不是springboot，就要用以下方式使用插件，才能生成正常的jar -->
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                <configuration>
                    <mainClass>com.bolingcavalry.gateway.GatewayDynamicRouteApplication</mainClass>
                </configuration>
                <executions>
                    <execution>
                        <goals>
                            <goal>repackage</goal>
                        </goals>
                    </execution>
                </executions>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

• 启动类是普通的SpringBoot启动类：

package com.bolingcavalry.gateway;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class GatewayDynamicRouteApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(GatewayDynamicRouteApplication.class,args);
    }
}

• 接下来是本篇的核心，自定义过滤器类，代码中已经添加了详细的注释，有几处要注意的地方稍后会提到：

package com.bolingcavalry.gateway.filter;

import lombok.Data;
import lombok.ToString;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilter;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.factory.AbstractGatewayFilterFactory;
import org.springframework.cloud.gateway.route.Route;
import org.springframework.http.HttpHeaders;
import org.springframework.http.HttpMethod;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpRequest;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.MultiValueMap;
import org.springframework.web.util.UriComponentsBuilder;
import java.net.URI;
import static org.springframework.cloud.gateway.support.ServerWebExchangeUtils.GATEWAY_ROUTE_ATTR;

@Component
@Slf4j
public class BizLogicRouteGatewayFilterFactory extends AbstractGatewayFilterFactory<BizLogicRouteGatewayFilterFactory.BizLogicRouteConfig> {

    private static final String TAG_TEST_USER = "tag-test-user";

    public BizLogicRouteGatewayFilterFactory() {
        super(BizLogicRouteConfig.class);
    }

    @Override
    public GatewayFilter apply(BizLogicRouteConfig config) {

        return (exchange, chain) -> {
            // 本次的请求对象
            ServerHttpRequest request =  exchange.getRequest();

            // 调用方请求时的path
            String rawPath = request.getURI().getRawPath();

            log.info("rawPath [{}]", rawPath);

            // 请求头
            HttpHeaders headers = request.getHeaders();

            // 请求方法
            HttpMethod httpMethod = request.getMethod();

            // 请求参数
            MultiValueMap<String, String> queryParams = request.getQueryParams();

            // 这就是定制的业务逻辑，isTestUser等于ture代表当前请求来自测试用户，需要被转发到测试环境
            boolean isTestUser = false;

            // 如果header中有tag-test-user这个key，并且值等于true(不区分大小写)，
            // 就认为当前请求是测试用户发来的
            if (headers.containsKey(TAG_TEST_USER)) {
                String tageTestUser = headers.get(TAG_TEST_USER).get(0);

                if ("true".equalsIgnoreCase(tageTestUser)) {
                    isTestUser = true;
                }
            }

            URI uri;

            if (isTestUser) {
                log.info("这是测试用户的请求");
                // 从配置文件中得到测试环境的uri
                uri = UriComponentsBuilder.fromHttpUrl(config.getTestEnvUri() + rawPath).queryParams(queryParams).build().toUri();
            } else {
                log.info("这是普通用户的请求");
                // 从配置文件中得到正式环境的uri
                uri = UriComponentsBuilder.fromHttpUrl(config.getProdEnvUri() + rawPath).queryParams(queryParams).build().toUri();
            }

            // 生成新的Request对象，该对象放弃了常规路由配置中的spring.cloud.gateway.routes.uri字段
            ServerHttpRequest serverHttpRequest = request.mutate().uri(uri).method(httpMethod).headers(httpHeaders -> httpHeaders = httpHeaders).build();

            // 取出当前的route对象
            Route route = exchange.getAttribute(GATEWAY_ROUTE_ATTR);
            //从新设置Route地址
            Route newRoute =
                    Route.async().asyncPredicate(route.getPredicate()).filters(route.getFilters()).id(route.getId())
                            .order(route.getOrder()).uri(uri).build();
            // 放回exchange中
            exchange.getAttributes().put(GATEWAY_ROUTE_ATTR,newRoute);

            // 链式处理，交给下一个过滤器
            return chain.filter(exchange.mutate().request(serverHttpRequest).build());
        };
    }

    /**
     * 这是过滤器的配置类，配置信息会保存在此处
     */
    @Data
    @ToString
    public static class BizLogicRouteConfig {
        // 生产环境的服务地址
        private String prodEnvUri;

        // 测试环境的服务地址
        private String testEnvUri;
    }
}

• 上述代码中要注意的地方如下：

1. BizLogicRouteConfig是过滤器的配置类，可以在使用过滤器时在配置文件中配置prodEnvUri和testEnvUri的值，在代码中可以通过这两个字段取得配置值
2. 过滤器的工厂类名为BizLogicRouteGatewayFilterFactory，按照规则，过滤器的名字是BizLogicRoute
3. 在apply方法中，重新创建ServerHttpRequest和Route对象，它们的参数可以按照业务需求随意设置，然后再将这两个对象设置给SpringCloud gateway的处理链中，接下来，处理链上的其他过滤拿到的就是新的ServerHttpRequest和Route对象了

配置

• 假设生产环境地址是http://127.0.0.1:8082，测试环境地址是http://127.0.0.1:8087，整个SpringCloud Gateway应用的配置文件如下，可见使用了刚刚创建的过滤器，并且为此过滤器配置了两个参数：

server:
  #服务端口
  port: 8086
spring:
  application:
    name: gateway-dynamic-route
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: path_route
          uri: http://0.0.0.0:8082
          predicates:
          - Path=/hello/**
          filters:
            - name: BizLogicRoute
              args:
                prodEnvUri: http://127.0.0.1:8082
                testEnvUri: http://127.0.0.1:8087

• 至此，编码完成了，启动这个服务

开发和启动后台服务，模拟生产和测试环境

• 接下来开始验证功能是否生效，咱们要准备两个后台服务：

1. 模拟生产环境的后台服务是provider-hello，监听端口是8082，其/hello/str接口的返回值是Hello World, 2021-12-12 10:53:09
2. 模拟测试环境的后台服务是provider-for-test-user，监听端口是8087，其/hello/str接口的返回值是Hello World, 2021-12-12 10:57:11 (from test enviroment)（和生产环境相比，返回内容多了个(from test enviroment)），对应Controller参考如下：

package com.bolingcavalry.provider.controller;

import com.bolingcavalry.common.Constants;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.Map;

@RestController
@RequestMapping("/hello")
public class Hello {

    private String dateStr(){
        return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss").format(new Date());
    }

    /**
     * 返回字符串类型
     * @return
     */
    @GetMapping("/str")
    public String helloStr() {
        return Constants.HELLO_PREFIX + ", " + dateStr() + " (from test enviroment)";
    }
}

• 以上两个服务，对应的代码都在我的Github仓库中，如下图红框所示：
  
  
• 启动gateway-dynamic-route、provider-hello、provider-for-test-user服务
• 此时，SpringCloud gateway应用和两个后台服务都启动完成，情况如下图，接下来验证刚才开发的过滤器能不能像预期那样转发：
  
  

验证

• 用postman工具向gateway-dynamic-route应用发起一次请求，返回值如下图红框所示，证明这是provider-hello的响应，看来咱们的请求已经正常到达：
  
  
• 再发送一次请求，如下图，这次在header中加入键值对，得到的结果是provider-for-test-user的响应
  
  
• 至此，过滤器的开发和验证已经完成，通过编码，可以把外部请求转发到任何咱们需要的地址去，并且支持参数配置，这个过滤器还有一定的可配置下，减少了硬编码的比率，如果您正在琢磨如何深度操控SpringCloud Gateway，希望本文能给您一些参考；

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