SpringCloud Gateway 介绍

 

一、SpringCloud Gateway 简介

SpringCloud Gateway 是 Spring Cloud 的一个全新项目，该项目是基于 Spring 5.0，Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等技术开发的网关，它旨在为微服务架构提供一种简单有效的统一的 API 路由管理方式。

SpringCloud Gateway 作为 Spring Cloud 生态系统中的网关，目标是替代 Zuul，在Spring Cloud 2.0以上版本中，没有对新版本的Zuul 2.0以上最新高性能版本进行集成，仍然还是使用的Zuul 2.0之前的非Reactor模式的老版本。而为了提升网关的性能，SpringCloud Gateway是基于WebFlux框架实现的，而WebFlux框架底层则使用了高性能的Reactor模式通信框架Netty。

Spring在因Netflix开源流产事件后，在不断的更换Netflix相关的组件，比如：Eureka、Zuul、Feign、Ribbon等，Zuul的替代产品就是SpringCloud Gateway，这是Spring团队研发的网关组件，可以实现限流、安全认证、支持长连接等新特性

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

二、路由配置方式

 1. 配置文件方式

spring:
  application:
    name: api-gateway
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: url-proxy-1
          name: API名称
          uri: https://blog.csdn.net
          predicates:
            -Path=/csdn/**
          filters:
          #- StripPrefix=0
          - RewritePath=/oopp/phx/innter/, /phx/innter/

含义如下：

id：我们自定义的路由 ID，保持唯一

uri：目标服务地址

predicates：路由条件，Predicate 接受一个输入参数，返回一个布尔值结果。该接口包含多种默认方法来将 Predicate 组合成其他复杂的逻辑（比如：与，或，非）

StripPrefix: StripPrefix参数表示在将请求发送到下游之前从请求中剥离的路径个数。【比如设置为2，当通过网关向 /csdn/bar/foo发出请求时，对nameservice的请求将类似于https://blog.csdn.net/foo。(未验证）】
RewritePath: 路径替换

2. 代码方式

package com.springcloud.gateway;
 
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.gateway.route.RouteLocator;
import org.springframework.cloud.gateway.route.builder.RouteLocatorBuilder;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
 
@SpringBootApplication
public class GatewayApplication {
 
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(GatewayApplication.class, args);
    }
 
    @Bean
    public RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) {
        return builder.routes()
                .route("path_route", r -> r.path("/csdn")
                        .uri("https://blog.csdn.net"))
                .build();
    }
 
}

 3. 和注册中心相结合的路由配置方式

在uri的schema协议部分为自定义的lb:类型，表示从微服务注册中心（如Eureka）订阅服务，并且进行服务的路由。

一个典型的示例如下：

server:
  port: 8084
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      -id: seckill-provider-route
        uri: lb://seckill-provider
        predicates:
        - Path=/seckill-provider/**

      -id: message-provider-route
        uri: lb://message-provider
        predicates:
        -Path=/message-provider/**

application:
  name: cloud-gateway

eureka:
  instance:
    prefer-ip-address: true
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8888/eureka/

 注册中心相结合的路由配置方式，与单个URI的路由配置，区别其实很小，仅仅在于URI的schema协议不同。单个URI的地址的schema协议，一般为http或者https协议。

三、安全认证，其他

    @Bean
    public TokenAuthFilter tokenAuthFilter(TokenCheckClient tokenCheckClient) {
        return new TokenAuthFilter(tokenCheckClient, whiteUri, blackUri, expireToken,         
        appId);
    }

通过filter校验token,两种方式，

1.  implements GlobalFilter, Ordered

2.  extends AbstractGatewayFilterFactory<Object> 

 

四、Predicates匹配条件

说白了 Predicate 就是为了实现一组匹配规则，方便让请求过来找到对应的 Route 进行处理，接下来我们接下 Spring Cloud GateWay 内置几种 Predicate 的使用。

1. Before 方式匹配转发

当部署有访问时间限制的接口时，我们可以通过Before Predicate来完成某一个时间点之前允许访问，过时后则不允许转发请求到具体的服务，配置如下所示：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: blog
          uri: http://blog.yuqiyu.com
          predicates:
            - Before=2019-05-01T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai]

在上面配置中，我们允许2019-05-01日凌晨之前通过路由转发到http://blog.yuqiyu.com，通过查看org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.BeforeRoutePredicateFactory源码我们发现，Spring Cloud Gateway的Before断言采用的ZonedDateTime进行匹配时间，这里要注意存在时区的问题，需要配置[Asia/Shanghai]作为中国时区。

2. After 方式匹配转发

After Predicate与Before配置使用一致，匹配某一个时间点之后允许路由转发，如下所示配置：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: blog
          uri: http://blog.yuqiyu.com
          predicates:
            - After=2019-04-29T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai]

在上面配置中允许2019-04-29凌晨之后进行转发到http://blog.yuqiyu.com。

3. Between 方式匹配转发

那如果是一个时间段内允许请求转发，通过Before、After组合配置也可以完成，不过Spring Cloud Gateway还是提供了Between方式，如下所示：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: blog
          uri: http://blog.yuqiyu.com
          predicates:
            - Between=2019-04-29T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai], 2019-05-01T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai]

在上面配置中，允许在2019-04-29日凌晨后 & 2019-05-01凌晨之前请求转发到http://blog.yuqiyu.com。

4. 通过请求参数匹配

Query Route Predicate 支持传入两个参数，一个是属性名一个为属性值，属性值可以是正则表达式。

server:

  port: 8080

spring:

  application:

​    name: api-gateway

  cloud:

​    gateway:

​      routes:

​        -id: gateway-service

​          uri: https://www.baidu.com

​          order: 0

​          predicates:

​            -Query=smile

这样配置，只要请求中包含 smile 属性的参数即可匹配路由。

使用 curl 测试，命令行输入:

curl localhost:8080?smile=x&id=2

经过测试发现只要请求汇总带有 smile 参数即会匹配路由，不带 smile 参数则不会匹配。

还可以将 Query 的值以键值对的方式进行配置，这样在请求过来时会对属性值和正则进行匹配，匹配上才会走路由。

server:

  port: 8080

spring:

  application:

​    name: api-gateway

  cloud:

​    gateway:

​      routes:

​        -id: gateway-service

​          uri: https://www.baidu.com

​          order: 0

​          predicates:

​            -Query=keep, pu.

这样只要当请求中包含 keep 属性并且参数值是以 pu 开头的长度为三位的字符串才会进行匹配和路由。

使用 curl 测试，命令行输入:

curl localhost:8080?keep=pub

测试可以返回页面代码，将 keep 的属性值改为 pubx 再次访问就会报 404,证明路由需要匹配正则表达式才会进行路由。

5. 通过 Header 属性匹配

Header Route Predicate 和 Cookie Route Predicate 一样，也是接收 2 个参数，一个 header 中属性名称和一个正则表达式，这个属性值和正则表达式匹配则执行。

server:

  port: 8080

spring:

  application:

​    name: api-gateway

  cloud:

​    gateway:

​      routes:

​        -id: gateway-service

​          uri: https://www.baidu.com

​          order: 0

​          predicates:

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

使用 curl 测试，命令行输入:

curl http://localhost:8080 -H "X-Request-Id:88"

则返回页面代码证明匹配成功。将参数-H "X-Request-Id:88"改为-H "X-Request-Id:spring"再次执行时返回404证明没有匹配。

       

- Path=/open/***/integration/**
- Header=tt, 112

6. 通过 Cookie 匹配

Cookie Route Predicate 可以接收两个参数，一个是 Cookie name ,一个是正则表达式，路由规则会通过获取对应的 Cookie name 值和正则表达式去匹配，如果匹配上就会执行路由，如果没有匹配上则不执行。

server:

  port: 8080

spring:

  application:

​    name: api-gateway

  cloud:

​    gateway:

​      routes:

​        -id: gateway-service

​          uri: https://www.baidu.com

​          order: 0

​          predicates:

​            - Cookie=sessionId, test

使用 curl 测试，命令行输入:

curl http://localhost:8080 --cookie "sessionId=test"

则会返回页面代码，如果去掉--cookie "sessionId=test"，后台汇报 404 错误。

7. 通过 Host 匹配

Host Route Predicate 接收一组参数，一组匹配的域名列表，这个模板是一个 ant 分隔的模板，用.号作为分隔符。它通过参数中的主机地址作为匹配规则。

server:

  port: 8080

spring:

  application:

​    name: api-gateway

  cloud:

​    gateway:

​      routes:

​        -id: gateway-service

​          uri: https://www.baidu.com

​          order: 0

​          predicates:

​            - Host=**.baidu.com

使用 curl 测试，命令行输入:

curl http://localhost:8080 -H "Host: www.baidu.com"

curl http://localhost:8080 -H "Host: md.baidu.com"

经测试以上两种 host 均可匹配到 host_route 路由，去掉 host 参数则会报 404 错误。

8. 通过请求方式匹配

可以通过是 POST、GET、PUT、DELETE 等不同的请求方式来进行路由。

server:

  port: 8080

spring:

  application:

​    name: api-gateway

  cloud:

​    gateway:

​      routes:

​        -id: gateway-service

​          uri: https://www.baidu.com

​          order: 0

​          predicates:

​            - Method=GET

使用 curl 测试，命令行输入:

# curl 默认是以 GET 的方式去请求

curl http://localhost:8080

测试返回页面代码，证明匹配到路由，我们再以 POST 的方式请求测试。

# curl 默认是以 GET 的方式去请求

curl -X POST http://localhost:8080

返回 404 没有找到，证明没有匹配上路由

9. 通过请求路径匹配

Path Route Predicate 接收一个匹配路径的参数来判断是否走路由。

server:

  port: 8080

spring:

  application:

​    name: api-gateway

  cloud:

​    gateway:

​      routes:

​        -id: gateway-service

​          uri: http://ityouknow.com

​          order: 0

​          predicates:

​            -Path=/foo/{segment}

如果请求路径符合要求，则此路由将匹配，例如：/foo/1 或者 /foo/bar。

使用 curl 测试，命令行输入:

curl http://localhost:8080/foo/1

curl http://localhost:8080/foo/xx

curl http://localhost:8080/boo/xx

经过测试第一和第二条命令可以正常获取到页面返回值，最后一个命令报404，证明路由是通过指定路由来匹配。

10.  通过请求 ip 地址进行匹配

Predicate 也支持通过设置某个 ip 区间号段的请求才会路由，RemoteAddr Route Predicate 接受 cidr 符号(IPv4 或 IPv6 )字符串的列表(最小大小为1)，例如 192.168.0.1/16 (其中 192.168.0.1 是 IP 地址，16 是子网掩码)。

server:

  port: 8080

spring:

  application:

​    name: api-gateway

  cloud:

​    gateway:

​      routes:

​        - id: gateway-service

​          uri: https://www.baidu.com

​          order: 0

​          predicates:

​            - RemoteAddr=192.168.1.1/24

可以将此地址设置为本机的 ip 地址进行测试。

curl localhost:8080

如果请求的远程地址是 192.168.1.10，则此路由将匹配。

11. 组合使用

server:
  port: 8080
spring:
  application:
    name: api-gateway
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: gateway-service
          uri: https://www.baidu.com
          order: 0
          predicates:
            - Host=**.foo.org
            - Path=/headers
            - Method=GET
            - Header=X-Request-Id, \d+
            - Query=foo, ba.
            - Query=baz
            - Cookie=chocolate, ch.p

​

各种 Predicates 同时存在于同一个路由时，请求必须同时满足所有的条件才被这个路由匹配。

一个请求满足多个路由的断言条件时，请求只会被首个成功匹配的路由转发

五、Springcloud gateway 高级功能

1. 实现熔断降级

为什么要实现熔断降级？

在分布式系统中，网关作为流量的入口，因此会有大量的请求进入网关，向其他服务发起调用，其他服务不可避免的会出现调用失败（超时、异常），失败时不能让请求堆积在网关上，需要快速失败并返回给客户端，想要实现这个要求，就必须在网关上做熔断、降级操作。

为什么在网关上请求失败需要快速返回给客户端？

因为当一个客户端请求发生故障的时候，这个请求会一直堆积在网关上，当然只有一个这种请求，网关肯定没有问题（如果一个请求就能造成整个系统瘫痪，那这个系统可以下架了），但是网关上堆积多了就会给网关乃至整个服务都造成巨大的压力，甚至整个服务宕掉。因此要对一些服务和页面进行有策略的降级，以此缓解服务器资源的的压力，以保证核心业务的正常运行，同时也保持了客户和大部分客户的得到正确的相应，所以需要网关上请求失败需要快速返回给客户端。

server.port: 8082

spring:
  application:
    name: gateway
  redis:
      host: localhost
      port: 6379
      password: 123456
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: rateLimit_route
          uri: http://localhost:8000
          order: 0
          predicates:
            - Path=/test/**
          filters:
            - StripPrefix=1
            - name: Hystrix
              args:
                name: fallbackCmdA
                fallbackUri: forward:/fallbackA

  hystrix.command.fallbackCmdA.execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds: 5000

这里的配置，使用了两个过滤器：

（1）过滤器StripPrefix，作用是去掉请求路径的最前面n个部分截取掉。

StripPrefix=1就代表截取路径的个数为1，比如前端过来请求/test/good/1/view，匹配成功后，路由到后端的请求路径就会变成http://localhost:8888/good/1/view。

（2）过滤器Hystrix，作用是通过Hystrix进行熔断降级

当上游的请求，进入了Hystrix熔断降级机制时，就会调用fallbackUri配置的降级地址。需要注意的是，还需要单独设置Hystrix的commandKey的超时时间

fallbackUri配置的降级地址的代码如下：

package org.gateway.controller;

import org.gateway.response.Response;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class FallbackController {

    @GetMapping("/fallbackA")
    public Response fallbackA() {
        Response response = new Response();
        response.setCode("100");
        response.setMessage("服务暂时不可用");
        return response;
    }
}

2. 分布式限流

从某种意义上讲，令牌桶算法是对漏桶算法的一种改进，桶算法能够限制请求调用的速率，而令牌桶算法能够在限制调用的平均速率的同时还允许一定程度的突发调用。在令牌桶算法中，存在一个桶，用来存放固定数量的令牌。算法中存在一种机制，以一定的速率往桶中放令牌。每次请求调用需要先获取令牌，只有拿到令牌，才有机会继续执行，否则选择选择等待可用的令牌、或者直接拒绝。放令牌这个动作是持续不断的进行，如果桶中令牌数达到上限，就丢弃令牌，所以就存在这种情况，桶中一直有大量的可用令牌，这时进来的请求就可以直接拿到令牌执行，比如设置qps为100，那么限流器初始化完成一秒后，桶中就已经有100个令牌了，这时服务还没完全启动好，等启动完成对外提供服务时，该限流器可以抵挡瞬时的100个请求。所以，只有桶中没有令牌时，请求才会进行等待，最后相当于以一定的速率执行。

在Spring Cloud Gateway中，有Filter过滤器，因此可以在“pre”类型的Filter中自行实现上述三种过滤器。但是限流作为网关最基本的功能，Spring Cloud Gateway官方就提供了RequestRateLimiterGatewayFilterFactory这个类，适用在Redis内的通过执行Lua脚本实现了令牌桶的方式。具体实现逻辑在RequestRateLimiterGatewayFilterFactory类中，lua脚本在如下图所示的文件夹中：

具体实现

1） 可以参考：https://blog.csdn.net/weixin_38305866/article/details/109802052 ，用代码方式实现网关

2） 用配置方式

首先在工程的pom文件中引入gateway的起步依赖和redis的reactive依赖：

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis-reactive</artifactId>
        </dependency>

配置如下：

server:
  port: 8081
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: limit_route
        uri: http://httpbin.org:80/get
        predicates:
        - After=2017-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver]
        filters:
        - name: RequestRateLimiter
          args:
            key-resolver: '#{@userKeyResolver}'
            redis-rate-limiter.replenishRate: 1
            redis-rate-limiter.burstCapacity: 3
  application:
    name: cloud-gateway
  redis:
    host: localhost
    port: 6379
    database: 0

在上面的配置文件，指定程序的端口为8081，配置了 redis的信息，并配置了RequestRateLimiter的限流过滤器，该过滤器需要配置三个参数：

• burstCapacity，令牌桶总容量。

• replenishRate，令牌桶每秒填充平均速率。

• key-resolver，用于限流的键的解析器的 Bean 对象的名字。它使用 SpEL 表达式根据#{@beanName}从 Spring 容器中获取 Bean 对象。

这里根据用户ID限流，请求路径中必须携带userId参数

@Bean

KeyResolver userKeyResolver() {
  return exchange -> Mono.just(exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("user"));
}

 

KeyResolver需要实现resolve方法，比如根据userid进行限流，则需要用userid去判断。实现完KeyResolver之后，需要将这个类的Bean注册到Ioc容器中。

如果需要根据IP限流，定义的获取限流Key的bean为：

@Bean
public KeyResolver ipKeyResolver() {
  return exchange -> Mono.just(exchange.getRequest().getRemoteAddress().getHostName());
}

通过exchange对象可以获取到请求信息，这边用了HostName，如果你想根据用户来做限流的话这边可以获取当前请求的用户ID或者用户名就可以了，比如：

如果需要根据接口的URI进行限流，则需要获取请求地址的uri作为限流key，定义的Bean对象为：

 
@Bean
KeyResolver apiKeyResolver() {
  return exchange -> Mono.just(exchange.getRequest().getPath().value());
}

通过exchange对象可以获取到请求信息，这边用了HostName，如果你想根据用户来做限流的话这边可以获取当前请求的用户ID或者用户名就可以了，比如：

如果需要根据接口的URI进行限流，则需要获取请求地址的uri作为限流key，定义的Bean对象为：

 
@Bean
KeyResolver apiKeyResolver() {
  return exchange -> Mono.just(exchange.getRequest().getPath().value());
}

六、GateWay + ribbon 实现负载均衡

https://www.cnblogs.com/ye-feng-yu/p/11106006.html