SpringCloud:Gateway组件

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一、简介

1.网关定义

网关的角色是作为一个 API 架构,用来保护、增强和控制对于 API 服务的访问。

API 网关是一个处于应用程序或服务(提供 REST API 接口服务)之前的系统,用来管理授权、访问控制和流量限制等,这样 REST API 接口服务就被 API 网关保护起来,对所有的调用者透明。因此,隐藏在 API 网关后面的业务系统就可以专注于创建和管理服务,而不用去处理这些策略性的基础设施

2.Gateway是什么

Spring Cloud Gateway是Spring官方基于Spring 5.0,Spring Boot 2.0和Project Reactor等技术开发的网关,Spring Cloud Gateway旨在为微服务架构提供一种简单而有效的统一的API路由管理方式。Spring Cloud Gateway作为Spring Cloud生态系中的网关,目标是替代ZUUL,其不仅提供统一的路由方式,并且基于Filter链的方式提供了网关基本的功能,例如:安全,监控/埋点,和限流等

3.三大核心概念

  • 路由:路由是网关最基础的部分,路由信息有一个ID、一个目的URL、一组断言和一组Filter组成。如果断言路由为真,则说明请求的URL和配置匹配
  • 断言:Java8中的断言函数。Spring Cloud Gateway中的断言函数输入类型是Spring5.0框架中的ServerWebExchange。Spring Cloud Gateway中的断言函数允许开发者去定义匹配来自于http request中的任何信息,比如请求头和参数等
  • 过滤器:一个标准的Spring webFilter。Spring cloud gateway中的filter分为两种类型的Filter,分别是Gateway Filter和Global Filter。过滤器Filter将会对请求和响应进行修改处理

二、案例

1.环境搭建

gateway-server模块

pom文件

<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

启动类

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

配置文件

server:
  port: 8761
eureka:
  instance:
    hostname: localhost # 主机名
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka # eureka服务端地址,将来客户端使用该地址和eureka进行通信
    enabled: false  #默认值为true,设置为false,关闭自我保护,线上建议都是打开
gateway-provider模块

pom文件

<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <!-- eureka-client -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
            <version>2.2.2.RELEASE</version>
        </dependency>
    </dependencies>

controller

@RestController
@RequestMapping("/goods")
public class GoodsController {

    @GetMapping("/findOne/{id}")
    @HystrixCommand(fallbackMethod = "findOne_fallback",commandProperties = {
            //设置Hystrix的超时时间,默认1s
            @HystrixProperty(name="execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds",value = "3000")
    })
    public Goods findOne(@PathVariable("id") int id){
// //1.造个异常
// int i = 3/0;
// try {
// //2. 休眠2秒
// Thread.sleep(2000);
// } catch (InterruptedException e) {
// e.printStackTrace();
// }
        Goods goods = new Goods(id, "华为手机", 3999, 10000);
        goods.setTitle(goods.getTitle() + ":" + "8899");//
        return goods;
    }

    /** * 定义降级方法: * 1. 方法的返回值需要和原方法一样 * 2. 方法的参数需要和原方法一样 */
    public Goods findOne_fallback(int id){
        Goods goods = new Goods();
        goods.setTitle("降级了~~~provider03");

        return goods;
    }
}

pojo

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Goods {
    private int id;
    private String title;//商品标题
    private double price;//商品价格
    private int count;//商品库存
}

启动类

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@EnableCircuitBreaker//开启对hystrix的支持
public class GatewayProviderApplication {

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

}

配置文件

server:
  port: 8002
spring:
  application:
    name: gateway-provider # 设置当前应用的名称。将来会在eureka中Application显示。将来需要使用该名称来获取路径
eureka:
  instance:
    hostname: localhost # 主机名
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka # eureka服务端地址,将来客户端使用该地址和eureka进行通信
gateway-consumer模块

pom文件

<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <!-- eureka-client -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
            <version>2.2.6.RELEASE</version>
        </dependency>
    </dependencies>

controller

@RestController
@RequestMapping("/order")
public class OrderController {

    @Resource
    private GoodsFeignClient goodsFeignClient;

    @GetMapping("/goods/{id}")
    public Goods findOne(@PathVariable("id") int id){
        return goodsFeignClient.findOne(id);
    } 
}

实体类

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Goods {
    private int id;
    private String title;//商品标题
    private double price;//商品价格
    private int count;//商品库存
}

feign接口

@FeignClient(value = "gateway-provider")
public interface GoodsFeignClient {

    @GetMapping("/goods/findOne/{id}")
    public Goods findOne(@PathVariable("id") int id);
}

启动类

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@EnableDiscoveryClient
@EnableFeignClients//开启feign接口的支持
public class GatewayConsumerApplication {

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

}

配置类

server:
  port: 8001
spring:
  application:
    name: gateway-consumer # 设置当前应用的名称。将来会在eureka中Application显示。将来需要使用该名称来获取路径
eureka:
  instance:
    hostname: localhost # 主机名
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8761/eureka # eureka服务端地址,将来客户端使用该地址和eureka进行通信
# 开启feign对hystrix的支持
feign:
  hystrix:
    enabled: true
gateway模块

pom文件

<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
        </dependency>
        <!--引入gateway 网关-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

启动类

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class GatewayApplication {

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

}

配置类

server:
  port: 80

spring:
  application:
    name: gateway
  cloud:
    # 网关配置
    gateway:
      # 路由配置:转发规则
      routes: #集合。
        # id: 唯一标识。默认是一个UUID
        # uri: 转发路径
        # predicates: 条件,用于请求网关路径的匹配规则
        - id: gateway-provider
          uri: http://localhost:8001/
          predicates:
            - Path=/order/**
测试
请求地址(get): 127.0.0.1:80/order/goods/1
放回数据:
{
	"id": 1,
	"title": "华为手机:8899",
	"price": 3999,
	"count": 10000
}

2.Gateway-静态路由

application.yml 中的uri是写死的,就是静态路由

spring:
  application:
    name: gateway
  cloud:
    # 网关配置
    gateway:
      # 路由配置:转发规则
      routes: #集合。
        # id: 唯一标识。默认是一个UUID
        # uri: 转发路径
        # predicates: 条件,用于请求网关路径的匹配规则
        - id: gateway-provider
          uri: http://localhost:8001/  #这里路径写死啦 
          predicates:
            - Path=/order/**

3.Gateway-动态路由

启动类添加@EnableEurekaClient
*
引入eureka-client配置 , 在application.yml 中修改uri属性:uri: lb://服务名称

spring:
  application:
    name: gateway
  cloud:
    # 网关配置
    gateway:
      # 路由配置:转发规则
      routes: #集合。
        # id: 唯一标识。默认是一个UUID
        # uri: 转发路径
        # predicates: 条件,用于请求网关路径的匹配规则
        - id: gateway-provider
          # 静态路由
          #uri: http://localhost:8001/
          # 动态路由
          uri: lb://GATEWAY-CONSUMER
          predicates:
            - Path=/order/**

4.Gateway-微服务名称配置

server:
  port: 80

spring:
  application:
    name: gateway
  cloud:
    # 网关配置
    gateway:
      # 路由配置:转发规则
      routes: #集合。
        # id: 唯一标识。默认是一个UUID
        # uri: 转发路径
        # predicates: 条件,用于请求网关路径的匹配规则
        - id: gateway-provider
          # 静态路由
          #uri: http://localhost:8001/
          # 动态路由
          uri: lb://GATEWAY-CONSUMER
          predicates:
            - Path=/order/**
      discovery:
        locator:
          enabled: true #设置为true 请求路径前可以添加微服务名称
          lower-case-service-id: true  #允许小写

测试

请求地址(get): 127.0.0.1:80/gateway/order/goods/1
放回数据:
{
	"id": 1,
	"title": "华为手机:8899",
	"price": 3999,
	"count": 10000
}

三、Gateway过滤器

1.概述

gateway支持过滤功能,对请求或响应进行拦截,完成一些通用操作。

gateway提供俩种过滤器方式:“pre”和“post”

  • pre过滤器,在转发之前执行,可以做参数校验,权限校验,流量监控,日志输出,协议转换等
  • post过滤器,在响应之前执行,可以做响应内容,响应头的修改,日志输出,流量监控等

gateway还提供了俩种类型过滤器

  • GatewayFilter:局部过老板去,针对单个路由
  • GolbalFilter:全局过滤器,针对所有路由

2.局部过滤器

GatewayFilter 局部过滤器,是针对单个路由的过滤器。
修改gateway服务的配置文件

server:
  port: 80

spring:
  application:
    name: gateway
  cloud:
    # 网关配置
    gateway:
      # 路由配置:转发规则
      routes: #集合。
        # id: 唯一标识。默认是一个UUID
        # uri: 转发路径
        # predicates: 条件,用于请求网关路径的匹配规则
        - id: gateway-provider
          # 静态路由
          #uri: http://localhost:8001/
          # 动态路由
          uri: lb://GATEWAY-PROVIDER
          predicates:
            - Path=/goods/**
          filters:
            - AddRequestParameter=username,zhangsan
      discovery:
        locator:
          enabled: true #设置为true 请求路径前可以添加微服务名称
          lower-case-service-id: true  #允许小写

修改gateway-provider的controller

@GetMapping("/findOne/{id}/{username}")
    public Goods findOne(@PathVariable("id") int id,@PathVariable("username") String username){
        Goods goods = new Goods(id, "华为手机", 3999, 10000);
        goods.setTitle(goods.getTitle() + ":" + "8899"+username);//
        return goods;
    }

测试

请求路径:127.0.0.1:80/goods/findOne/1/
响应数据:
{
	"timestamp": "2021-10-22T06:00:05.587+00:00",
	"status": 404,
	"error": "Not Found",
	"message": "",
	"path": "/goods/findOne/1/"
}

请求路径:127.0.0.1:80/goods/findOne/1/zhangsan
响应数据:
{
	"id": 1,
	"title": "华为手机:8899zhangsan",
	"price": 3999,
	"count": 10000
}

3.全局过滤器

GlobalFilter 全局过滤器,不需要在配置文件中配置,系统初始化时加载,并作用在每个路由上。

自定义全局过滤器步骤:

  1. 定义类实现 GlobalFilter 和 Ordered接口
  2. 复写方法
  3. 完成逻辑处理

package com.itheima.gateway.filter;

import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilterChain;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GlobalFilter;
import org.springframework.core.Ordered;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import reactor.core.publisher.Mono;

@Component
public class MyFilter implements GlobalFilter, Ordered {
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {

        System.out.println("自定义全局过滤器执行了~~~");

        return chain.filter(exchange);//放行
    }

    /** * 过滤器排序 * @return 数值越小 越先执行 */
    @Override
    public int getOrder() {
        return 0;
    }
}

4.案例

需求 : 对系统的所有微服务进行权限认证 , 只有登录之后的用户才能够访问微服务

@Component
public class AuthenticationFilter implements GlobalFilter, Ordered {

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate ;

    /** * * @param exchange 网关与web环境交换机 * @param chain 过滤器链 * @return */
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {

        ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
        String method = request.getMethodValue();
        String path = request.getURI().getPath();

        //登陆请求直接放行
        if(method.equalsIgnoreCase("post") && path.endsWith("/user")){
            return chain.filter(exchange);
        }

        //获取请求中携带的token数据
        List<String> headers = request.getHeaders().get("token");

        //用户未携带token , 直接返回错误信息给客户端
        if(headers==null || headers.size()<=0){
            exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
            return exchange.getResponse().setComplete();
        }

        //获取客户端发送的token
        String token = headers.get(0);
        //判断token是否存在 , 如果不存在说明未登录,或者登陆状态过期
        Boolean flag = redisTemplate.hasKey(token);
        if(!flag){
            exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
            return exchange.getResponse().setComplete();
        }
        //放行 , 访问资源
        return chain.filter(exchange);
    }

    @Override
    public int getOrder() {
        return 0;
    }
}

四、Gateway的使用

1.通过时间匹配

Predicate 支持设置一个时间,在请求进行转发的时候,可以通过判断在这个时间之前或者之后进行转发。比如我们现在设置只有在 2019 年 1 月 1 日才会转发到我的网站,在这之前不进行转发,我就可以这样配置:

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
       - id: time_route
        uri: http://ityouknow.com
        predicates:
         - After=2018-01-20T06:06:06+08:00[Asia/Shanghai]

Spring 是通过 ZonedDateTime 来对时间进行的对比,ZonedDateTime 是 Java 8 中日期时间功能里,用于表示带时区的日期与时间信息的类,ZonedDateTime 支持通过时区来设置时间,中国的时区是:Asia/Shanghai

After Route Predicate 是指在这个时间之后的请求都转发到目标地址。上面的示例是指,请求时间在 2018 年 1 月 20 日 6 点 6 分 6 秒之后的所有请求都转发到地址http://ityouknow.com。+08:00是指时间和 UTC 时间相差八个小时,时间地区为Asia/Shanghai。

添加完路由规则之后,访问地址http://localhost:8080会自动转发到http://ityouknow.com

efore Route Predicate 刚好相反,在某个时间之前的请求的请求都进行转发。我们把上面路由规则中的 After 改为 Before,如下

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
       - id: after_route
        uri: http://ityouknow.com
        predicates:
         - Before=2018-01-20T06:06:06+08:00[Asia/Shanghai]

就表示在这个时间之前可以进行路由,在这时间之后停止路由,修改完之后重启项目再次访问地址http://localhost:8080,页面会报 404 没有找到地址。

除过在时间之前或者之后外,Gateway 还支持限制路由请求在某一个时间段范围内,可以使用 Between Route Predicate 来实现。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
       - id: after_route
        uri: http://ityouknow.com
        predicates:
         - Between=2018-01-20T06:06:06+08:00[Asia/Shanghai], 2019-01-20T06:06:06+08:00[Asia/Shanghai]

这样设置就意味着在这个时间段内可以匹配到此路由,超过这个时间段范围则不会进行匹配。通过时间匹配路由的功能很酷,可以用在限时抢购的一些场景中。

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。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
       - id: cookie_route
         uri: http://ityouknow.com
         predicates:
         - Cookie=ityouknow, kee.e

使用 curl 测试,命令行输入:

curl http://localhost:8080 --cookie "ityouknow=kee.e"

则会返回页面代码,如果去掉--cookie "ityouknow=kee.e",后台汇报 404 错误

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。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: header_route
        uri: http://ityouknow.com
        predicates:
        - Header=X-Request-Id, \d+

使用 curl 测试,命令行输入:

curl http://localhost:8080  -H "X-Request-Id:666666"

则返回页面代码证明匹配成功。将参数-H "X-Request-Id:666666"改为-H "X-Request-Id:neo"再次执行时返回 404 证明没有匹配

3.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。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: host_route
        uri: http://ityouknow.com
        predicates:
        - Host=**.ityouknow.com

使用 curl 测试,命令行输入:

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

4.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

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: method_route
        uri: http://ityouknow.com
        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

5.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。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: host_route
        uri: http://ityouknow.com
        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

6.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

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: query_route
        uri: http://ityouknow.com
        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

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: query_route
        uri: http://ityouknow.com
        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。

7.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)。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: remoteaddr_route
        uri: http://ityouknow.com
        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。

如果请求的远程地址是 192.168.1.10,则此路由将匹配。

8.组合使用

上面为了演示各个 Predicate 的使用,我们是单个单个进行配置测试,其实可以将各种 Predicate 组合起来一起使用

例如:

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
       - id: host_foo_path_headers_to_httpbin
        uri: http://ityouknow.com
        predicates:
        - Host=**.foo.org
        - Path=/headers
        - Method=GET
        - Header=X-Request-Id, \d+
        - Query=foo, ba.
        - Query=baz
        - Cookie=chocolate, ch.p
        - After=2018-01-20T06:06:06+08:00[Asia/Shanghai]

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谓词条件时,请求只会被首个成功匹配的路由转发

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