简介
Spring Cloud Gateway是Spring Cloud官方推出的第二代网关框架，取代Zuul网关。网关作为流量的，在微服务系统中有着非常作用，网关常见的功能有路由转发、权限校验、限流控制等作用。本文首先用官方的案例带领大家来体验下Spring Cloud的一些简单的功能，在后续文章我会使用详细的案例和源码解析来详细讲解Spring Cloud Gateway.
创建一个简单的路由
在spring cloud gateway中使用RouteLocator的Bean进行路由转发，将请求进行处理，最后转发到目标的下游服务
除了创建路由RouteLocatorBuilder可以让你添加各种predicates和filters，predicates断言的意思，顾名思义就是根据具体的请求的规则，由具体的route去处理，filters是各种过滤器，用来对请求做各种判断和修改
- 协议转换，路由转发
- 流量聚合，对流量进行监控，日志输出
- 作为整个系统的前端工程，对流量进行控制，有限流的作用
- 作为系统的前端边界，外部流量只能通过网关才能访问系统
- 可以在网关层做权限的判断
- 可以在网关层做缓存
Spring Cloud Gateway作为Spring Cloud框架的第二代网关，在功能上要比Zuul更加的强大，性能也更好。随着Spring Cloud的版本迭代，Spring Cloud官方有打算弃用Zuul的意思。在笔者调用了Spring Cloud Gateway的使用和功能上，Spring Cloud Gateway替换掉Zuul的成本上是非常低的，几乎可以无缝切换。Spring Cloud Gateway几乎包含了zuul的所有功能
如上图所示，客户端向Spring Cloud Gateway发出请求。 如果Gateway Handler Mapping确定请求与路由匹配（这个时候就用到predicate），则将其发送到Gateway web handler处理。 Gateway web handler处理请求时会经过一系列的过滤器链。 过滤器链被虚线划分的原因是过滤器链可以在发送代理请求之前或之后执行过滤逻辑。 先执行所有“pre”过滤器逻辑，然后进行代理请求。 在发出代理请求之后，收到代理服务的响应之后执行“post”过滤器逻辑。这跟zuul的处理过程很类似。在执行所有“pre”过滤器逻辑时，往往进行了鉴权、限流、日志输出等功能，以及请求头的更改、协议的转换；转发之后收到响应之后，会执行所有“post”过滤器的逻辑，在这里可以响应数据进行了修改，比如响应头、协议的转换等。
在上面的处理过程中，有一个重要的点就是讲请求和路由进行匹配，这时候就需要用到predicate，它是决定了一个请求走哪一个路由
在上图中，有很多类型的Predicate,比如说时间类型的Predicated（AfterRoutePredicateFactory BeforeRoutePredicateFactory BetweenRoutePredicateFactory），当只有满足特定时间要求的请求会进入到此predicate中，并交由router处理；cookie类型的CookieRoutePredicateFactory，指定的cookie满足正则匹配，才会进入此router;以及host、method、path、querparam、remoteaddr类型的predicate，每一种predicate都会对当前的客户端请求进行判断，是否满足当前的要求，如果满足则交给当前请求处理。如果有很多个Predicate，并且一个请求满足多个Predicate，则按照配置的顺序第一个生效
Predict作为断言，它决定了请求会被路由到哪个router 中。在断言之后，请求会被进入到filter过滤器的逻辑
spring cloud gateway之filter篇
在上一篇文章详细的介绍了Gateway的Predict，Predict决定了请求由哪一个路由处理，在路由处理之前，需要经过“pre”类型的过滤器处理，处理返回响应之后，可以由“post”类型的过滤器处理
filter的作用和生命周期
生命周期
Spring Cloud Gateway同zuul类似，有“pre”和“post”两种方式的filter。客户端的请求先经过“pre”类型的filter，然后将请求转发到具体的业务服务，比如上图中的user-service，收到业务服务的响应之后，再经过“post”类型的filter处理，最后返回响应到客户端。
与zuul不同的是，filter除了分为“pre”和“post”两种方式的filter外，在Spring Cloud Gateway中，filter从作用范围可分为另外两种，一种是针对于单个路由的gateway filter，它在配置文件中的写法同predict类似；另外一种是针对于所有路由的global gateway filer。现在从作用范围划分的维度来讲解这两种filter。
AddRequestHeader GatewayFilter Factory
根据旧的ServerHttpRequest创建新的 ServerHttpRequest ，在新的ServerHttpRequest加了一个请求头，然后创建新的 ServerWebExchange ，提交过滤器链继续过滤
RewritePath GatewayFilter Factory
在Nginx服务启中有一个非常强大的功能就是重写路径，Spring Cloud Gateway默认也提供了这样的功能
自定义过滤器
Spring Cloud Gateway内置了19种强大的过滤器工厂，能够满足很多场景的需求，那么能不能自定义自己的过滤器呢，当然是可以的。在spring Cloud Gateway中，过滤器需要实现GatewayFilter和Ordered2个接口。写一个RequestTimeFilter
自定义过滤器工厂
过滤器工厂的顶级接口是GatewayFilterFactory，我们可以直接继承它的两个抽象类来简化开发AbstractGatewayFilterFactory和AbstractNameValueGatewayFilterFactory，这两个抽象类的区别就是前者接收一个参数（像StripPrefix和我们创建的这种），后者接收两个参数（像AddResponseHeader）。
过滤器工厂的顶级接口是GatewayFilterFactory，有2个两个较接近具体实现的抽象类，分别为AbstractGatewayFilterFactory和AbstractNameValueGatewayFilterFactory，这2个类前者接收一个参数，比如它的实现类RedirectToGatewayFilterFactory；后者接收2个参数，比如它的实现类AddRequestHeaderGatewayFilterFactory类
global filter
Spring Cloud Gateway根据作用范围划分为GatewayFilter和GlobalFilter，二者区别如下：
GatewayFilter : 需要通过spring.cloud.routes.filters 配置在具体路由下，只作用在当前路由上或通过spring.cloud.default-filters配置在全局，作用在所有路由上
GlobalFilter : 全局过滤器，不需要在配置文件中配置，作用在所有的路由上，最终通过GatewayFilterAdapter包装成GatewayFilterChain可识别的过滤器，它为请求业务以及路由的URI转换为真实业务服务的请求地址的核心过滤器，不需要配置，系统初始化时加载，并作用在每个路由上。
上图中每一个GlobalFilter都作用在每一个router上，能够满足大多数的需求。但是如果遇到业务上的定制，可能需要编写满足自己需求的GlobalFilter
spring cloud gateway 之限流篇
常见的限流方式，比如Hystrix适用线程池隔离，超过线程池的负载，走熔断的逻辑。在一般应用服务器中，比如tomcat容器也是通过限制它的线程数来控制并发的；也有通过时间窗口的平均速度来控制流量。常见的限流纬度有比如通过Ip来限流、通过uri来限流、通过用户访问频次来限流。
一般限流都是在网关这一层做，比如Nginx、Openresty、kong、zuul、Spring Cloud Gateway等；也可以在应用层通过Aop这种方式去做限流。
令牌桶算法
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。
实现思路：可以准备一个队列，用来保存令牌，另外通过一个线程池定期生成令牌放到队列中，每来一个请求，就从队列中获取一个令牌，并继续执行
spring cloud gateway之服务注册与发现
其中，spring.cloud.gateway.discovery.locator.enabled为true，表明gateway开启服务注册和发现的功能，并且spring cloud gateway自动根据服务发现为每一个服务创建了一个router，这个router将以服务名开头的请求路径转发到对应的服务。spring.cloud.gateway.discovery.locator.lowerCaseServiceId是将请求路径上的服务名配置为小写（因为服务注册的时候，向注册中心注册时将服务名转成大写的了），比如以/service-hi/*的请求路径被路由转发到服务名为service-hi的服务上。
