【Spring Cloud 系列】 Gateway 网关配置说明与网关接入

Spring Cloud Gateway 为 SpringBoot 应用提供了 API 网关支持，具有强大的智能路由与过滤器功能。

Gateway 简介

Gateway 是在 Spring 生态系统之上构建的 API 网关服务，基于 Spring 5，Spring Boot 2 和 Project Reactor 等技术。

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 和 Spring Boot 2.0 进行构建；
动态路由：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（断言）和 Filter（过滤器）；
请求限流功能；
支持路径重写。

两种不同的配置路由方式

Gateway 提供了两种不同的方式用于配置路由，一种是通过 yml 文件来配置，另一种是通过 Java Bean 来配置，下面我们分别介绍下。

使用yml配置

在application.yml中进行配置：

server:
  port: 9201
service-url:
  user-service: http://localhost:8201
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: path_route #路由的ID
          uri: ${service-url.user-service}/user/{id} #匹配后路由地址
          predicates: # 断言，路径相匹配的进行路由
            - Path=/user/{id}

启动eureka-server，user-service和api-gateway服务，并调用该地址测试：http://localhost:9201/user/1
我们发现该请求被路由到了user-service的该路径上：http://localhost:8201/user/1

使用Java Bean配置

添加相关配置类，并配置一个RouteLocator对象：

@Configuration
public class GatewayConfig {

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

重新启动api-gateway服务，并调用该地址测试：http://localhost:9201/user/getByUsername?username=macro
我们发现该请求被路由到了user-service的该路径上：http://localhost:8201/user/getByUsername?username=macro

Route Predicate 的使用

Spring Cloud Gateway 包括许多内置的 Route Predicate 。所有这些 Predicate 都与 HTTP 请求的不同属性匹配。多个 Route Predicate 可以进行组合，下面我们来介绍下一些常用的Route Predicate。

本文都是在 application-predicate.yml 文件中进行 Predicate 配置，并用该配置启动 api-gateway 服务。

After Route Predicate

在指定时间之后的请求会匹配该路由。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: after_route
          uri: ${service-url.user-service}
          predicates:
            - After=2019-09-24T16:30:00+08:00[Asia/Shanghai]

Before Route Predicate

在指定时间之前的请求会匹配该路由。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: before_route
          uri: ${service-url.user-service}
          predicates:
            - Before=2019-09-24T16:30:00+08:00[Asia/Shanghai]

Between Route Predicate

在指定时间区间内的请求会匹配该路由。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: before_route
          uri: ${service-url.user-service}
          predicates:
            - Between=2019-09-24T16:30:00+08:00[Asia/Shanghai], 2019-09-25T16:30:00+08:00[Asia/Shanghai]

带有指定Cookie的请求会匹配该路由。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: cookie_route
          uri: ${service-url.user-service}
          predicates:
            - Cookie=username,macro

使用 curl 工具发送带有 cookie 为 username=macro 的请求可以匹配该路由。

curl http://localhost:9201/user/1 --cookie "username=macro"

Header Route Predicate

带有指定请求头的请求会匹配该路由。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: header_route
        uri: ${service-url.user-service}
        predicates:
        - Header=X-Request-Id, \d+

使用curl工具发送带有请求头为 X-Request-Id:123 的请求可以匹配该路由。

curl http://localhost:9201/user/1 -H "X-Request-Id:123"

Host Route Predicate

带有指定Host的请求会匹配该路由。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: host_route
          uri: ${service-url.user-service}
          predicates:
            - Host=**.macrozheng.com

使用curl工具发送带有请求头为Host:www.macrozheng.com的请求可以匹配该路由。

curl http://localhost:9201/user/1 -H "Host:www.macrozheng.com"

Method Route Predicate

发送指定方法的请求会匹配该路由。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: method_route
        uri: ${service-url.user-service}
        predicates:
        - Method=GET

使用curl工具发送GET请求可以匹配该路由。

curl http://localhost:9201/user/1

使用curl工具发送POST请求无法匹配该路由。

curl -X POST http://localhost:9201/user/1

Path Route Predicate

发送指定路径的请求会匹配该路由。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: path_route
          uri: ${service-url.user-service}/user/{id}
          predicates:
            - Path=/user/{id}

使用curl工具发送/user/1路径请求可以匹配该路由。

curl http://localhost:9201/user/1

使用curl工具发送/abc/1路径请求无法匹配该路由。

curl http://localhost:9201/abc/1

Query Route Predicate

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: ${service-url.user-service}/user/getByUsername
        predicates:
        - Query=username

使用 curl 工具发送带 username=jhj 查询参数的请求可以匹配该路由。

curl http://localhost:9201/user/getByUsername?username=jhj

使用curl工具发送带不带查询参数的请求无法匹配该路由。

curl http://localhost:9201/user/getByUsername

RemoteAddr Route Predicate

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: ${service-url.user-service}
        predicates:
        - RemoteAddr=192.168.1.1/24

使用curl工具从192.168.1.1发起请求可以匹配该路由。

curl http://localhost:9201/user/1

Weight Route Predicate

使用权重来路由相应请求，以下表示有80%的请求会被路由到localhost:8201，20%会被路由到localhost:8202。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: weight_high
        uri: http://localhost:8201
        predicates:
        - Weight=group1, 8
      - id: weight_low
        uri: http://localhost:8202
        predicates:
        - Weight=group1, 2

Route Filter 的使用

路由过滤器可用于修改进入的HTTP请求和返回的HTTP响应，路由过滤器只能指定路由进行使用。

Spring Cloud Gateway 内置了多种路由过滤器，他们都由GatewayFilter的工厂类来产生，下面我们介绍下常用路由过滤器的用法。

AddRequestParameter GatewayFilter

给请求添加参数的过滤器。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: add_request_parameter_route
          uri: http://localhost:8201
          filters:
            - AddRequestParameter=username, jhj
          predicates:
            - Method=GET

以上配置会对GET请求添加 username=jhj 的请求参数，通过 curl 工具使用以下命令进行测试。

curl http://localhost:9201/user/getByUsername

相当于发起该请求：

curl http://localhost:8201/user/getByUsername?username=jhj

StripPrefix GatewayFilter

对指定数量的路径前缀进行去除的过滤器。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: strip_prefix_route
        uri: http://localhost:8201
        predicates:
        - Path=/user-service/**
        filters:
        - StripPrefix=2

以上配置会把以 /user-service/ 开头的请求的路径去除两位，通过curl工具使用以下命令进行测试。

curl http://localhost:9201/user-service/a/user/1

相当于发起该请求：

curl http://localhost:8201/user/1

PrefixPath GatewayFilter

与StripPrefix过滤器恰好相反，会对原有路径进行增加操作的过滤器。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: prefix_path_route
        uri: http://localhost:8201
        predicates:
        - Method=GET
        filters:
        - PrefixPath=/user

以上配置会对所有GET请求添加/user路径前缀，通过curl工具使用以下命令进行测试。

curl http://localhost:9201/1

相当于发起该请求：

curl http://localhost:8201/user/1

Hystrix GatewayFilter

Hystrix 过滤器允许你将断路器功能添加到网关路由中，使你的服务免受级联故障的影响，并提供服务降级处理。

要开启断路器功能，我们需要在pom.xml中添加Hystrix的相关依赖：

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

然后添加相关服务降级的处理类：

@RestController
public class FallbackController {

    @GetMapping("/fallback")
    public Object fallback() {
        Map<String,Object> result = new HashMap<>();
        result.put("data",null);
        result.put("message","Get request fallback!");
        result.put("code",500);
        return result;
    }
}

在application-filter.yml中添加相关配置，当路由出错时会转发到服务降级处理的控制器上：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: hystrix_route
          uri: http://localhost:8201
          predicates:
            - Method=GET
          filters:
            - name: Hystrix
              args:
                name: fallbackcmd
                fallbackUri: forward:/fallback

关闭user-service，调用该地址进行测试：http://localhost:9201/user/1 ，发现已经返回了服务降级的处理信息。

RequestRateLimiter GatewayFilter

RequestRateLimiter 过滤器可以用于限流，使用 RateLimiter 实现来确定是否允许当前请求继续进行。

在pom.xml中添加相关依赖：

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

添加限流策略的配置类，这里有两种策略一种是根据请求参数中的 username 进行限流，另一种是根据访问 IP 进行限流；

@Configuration
public class RedisRateLimiterConfig {
    @Bean
    KeyResolver userKeyResolver() {
        return exchange -> Mono.just(exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("username"));
    }

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

我们使用Redis来进行限流，所以需要添加 Redis 和 RequestRateLimiter 的配置，这里对所有的 GET 请求都进行了按 IP 来限流的操作；

server:
  port: 9201
spring:
  redis:
    host: localhost
    password: 123456
    port: 6379
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: requestratelimiter_route
          uri: http://localhost:8201
          filters:
            - name: RequestRateLimiter
              args:
                redis-rate-limiter.replenishRate: 1 #每秒允许处理的请求数量
                redis-rate-limiter.burstCapacity: 2 #每秒最大处理的请求数量
                key-resolver: "#{@ipKeyResolver}" #限流策略，对应策略的Bean
          predicates:
            - Method=GET
logging:
  level:
    org.springframework.cloud.gateway: debug

多次请求该地址：http://localhost:9201/user/1 ，会返回状态码为429的错误；

Retry GatewayFilter

对路由请求进行重试的过滤器，可以根据路由请求返回的HTTP状态码来确定是否进行重试。

修改配置文件：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: retry_route
        uri: http://localhost:8201
        predicates:
        - Method=GET
        filters:
        - name: Retry
          args:
            retries: 1 #需要进行重试的次数
            statuses: BAD_GATEWAY #返回哪个状态码需要进行重试，返回状态码为5XX进行重试
            backoff:
              firstBackoff: 10ms
              maxBackoff: 50ms
              factor: 2
              basedOnPreviousValue: false

当调用返回500时会进行重试，访问测试地址：http://localhost:9201/user/111

结合注册中心使用

Gateway 结合注册中心，一般使用默认的动态路由和过滤器。

使用动态路由

在pom.xml中添加相关依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>

添加application.yml配置文件：

server:
  port: 9201
spring:
  application:
    name: api-gateway
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: prefixpath_route
          uri: lb://user-service #此处需要使用lb协议
          predicates:
            - Method=GET
          filters:
            - PrefixPath=/user
      discovery:
        locator:
          enabled: true
eureka:
  client:
    service-url: 
      defaultZone: http://localhost:8001/eureka/
logging:
  level:
    org.springframework.cloud.gateway: debug

在结合注册中心使用过滤器的时候，我们需要注意的是uri的协议为lb，这样才能启用Gateway的负载均衡功能。

将 Spring Cloud Gateway 注册到服务中心之后，网关会自动代理所有的在注册中心的服务，访问这些服务的语法为：

http://网关地址:端口/具体的url

按照上面的语法我们通过网关来访问:

这个例子中：使用 application.yml 配置文件启动 api-gateway 服务，访问 http://localhost:9201/1 ，可以路由到 user-service 的 http://localhost:8201/user/1 处。

我们将 user-service 复制一份为 user-service-1，将/user/1 服务的返回值改一下，修改端口号为 8202 ，修完完成后重启，这时候访问注册中心后台会发现有两个名为 user-service 的服务。

多次访问，返回的数据是不一样的，说明后端服务自动进行了均衡负载。

文档信息

本文作者：Piter Jia
本文链接：https://piterjia.github.io/2020/06/16/spring-cloud-gateway/
版权声明：自由转载-非商用-非衍生-保持署名（创意共享3.0许可证）

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Gateway 简介

相关概念

两种不同的配置路由方式

使用yml配置

使用Java Bean配置

Route Predicate 的使用

After Route Predicate

Before Route Predicate

Between Route Predicate

Header Route Predicate

Host Route Predicate

Method Route Predicate

Path Route Predicate

Query Route Predicate

RemoteAddr Route Predicate

Weight Route Predicate

Route Filter 的使用

AddRequestParameter GatewayFilter

StripPrefix GatewayFilter

PrefixPath GatewayFilter

Hystrix GatewayFilter

RequestRateLimiter GatewayFilter

Retry GatewayFilter

结合注册中心使用

使用动态路由

添加application.yml配置文件：

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两种不同的配置路由方式

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使用Java Bean配置

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After Route Predicate

Before Route Predicate

Between Route Predicate

Cookie Route Predicate

Header Route Predicate

Host Route Predicate

Method Route Predicate

Path Route Predicate

Query Route Predicate

RemoteAddr Route Predicate

Weight Route Predicate

Route Filter 的使用

AddRequestParameter GatewayFilter

StripPrefix GatewayFilter

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