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使用 Spring cloud Gateway 构建微服务网关

Spring Cloud Gateway 是 Spring Cloud 的一个子项目，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。

Spring Cloud Gateway 作为 Spring Cloud 生态系统中的网关，目标是替代 Netflix Zuul，其不仅提供统一的路由方式，并且基于 Filter 的方式提供了网关基本的功能，例如：安全，监控/指标，和限流。

相关概念

• Route（路由）：网关的基本构件块，类似于 nginx 的 location 配置。由一个 ID、一个目标 URI、一组 Predicate 和一组 Filter 定义
• Predicate（断言）：路由组成的一部分，主要负责路由的匹配，来决定此次请求是否匹配路由，我们可以使用它匹配来自 HTTP 请求的任何内容，比如路径、参数或者 header 信息等等
• Filter（过滤器）：这个是 GatewayFilter 的实例，请求经过 Predicate 匹配路由之后执行 Filter，我们可以使用它修改请求和响应。

快速上手

Spring Cloud Gateway 网关路由有两种配置方式：

• 通过配置文件配置
• 通过 @Bean 自定义 RouteLocator 去配置

这两种方式是等价的，建议使用配置文件配置。因为 Spring Cloud Gateway 使用响应式编程框架，学习曲线相对陡峭。

引入依赖：

    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
        <!-- springcloud 版本 -->
        <spring-cloud.version>Hoxton.SR1</spring-cloud.version>
    </properties>
    <dependencies>
        <!-- 服务注册发现相关 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
        </dependency>
        <!-- gateway 依赖 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
Spring cloud gateway 是使用 netty+webflux 实现，因此不需要再引入 web 模块。

配置文件：

server:
  port: 8088
eureka:
  client:
    serviceUrl:
      # 注册中心地址
      defaultZone: http://dev-crm-host001.ymt.io:8761/eureka
spring:
  application:
    name: test-gateway
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: test1
          uri: http://www.baidu.com
          predicates:
            - Path=/baidu/**
          filters:
            - StripPrefix=1

各字段含义如下：

• id：我们自定义的路由 ID，保持唯一
• uri：目标服务地址，大部分场景我们是转发到某个服务上，配置 uri: lb://user-service 意思是请求要转发到注册中心的 user-service 服务上。
• predicates：路由条件，接受一个参数，返回一个布尔结果决定是否匹配。Gateway 为我们内置了多种路由条件，包括 Path、Cookie、Param、Header、Before、After 等等，开箱即用，当然我们也可以自己实现 predicates
• filters：过滤规则，当请求经过 predicate 匹配成功后，执行 filter，我们可以使用它修改请求和响应，示例表示目标服务收到的 path 将无第一级。

启动程序，当我们访问 localhost:8088/baidu 时，gateway 会根据我们配置的路由规则转发到 https://www.baidu.com

路由规则：Predicate 介绍

Spring Cloud Gateway 的功能很强大，我们仅仅通过 Predicates 的设计就可以看出来，前面我们只是使用了 predicates 进行了简单的条件匹配，Spring Cloud Gateway 内置了很多 Predicates 工厂，这些 Predicates 工厂通过不同的 HTTP 请求参数来匹配，多个 Predicates 工厂可以组合使用。

网上有一张图总结了 Spring Cloud 内置的集中 Predicate：

说白了 Predicate 就是实现了一组匹配规则，方便让请求过来找到对应的 Route 进行处理。接下来介绍一下内置几种 Predicate 的使用。

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 2020 年 1 月 1 日才会转发到 https://www.baidu.com/，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://www.baidu.com
            predicates:
          - After=2020-01-01T01:01:01+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。

Before 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: time_route
          uri: http://www.baidu.com
          predicates:
          - Before=2020-01-01T01:01:01+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。

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 Predicate 来实现。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: after_route
            uri: http://www.baidu.com
            predicates:
          - Between=2019-01-01T01:01:01+08:00[Asia/Shanghai], 2020-01-01T01:01:01+08:00[Asia/Shanghai]

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。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: cookie_route
            uri: http://www.baidu.com
            predicates:
          - Cookie=name, ymt

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。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: header_route
            uri: http://www.baidu.com
            predicates:
          - Header=name, ymt

通过 Host 匹配

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

通过 Request Method 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://www.baidu.com
          predicates:
          - Method=GET

通过请求路径匹配

之前示例是使用的请求路径去匹配的。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: test1
          uri: http://www.baidu.com
          predicates:
          - Path=/baidu/**
          filters:
          - StripPrefix=1

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://www.baidu.com
          predicates:
          - Query=type,baidu

如上图所示，输入 localhost:8088/?type=baidu 会被转发到 https://www.baidu.com/?type=baidu

如果写成 - Query=type，这样配置，只要请求中包含 type 属性的参数即可匹配路由。

通过请求 ip 地址进行匹配

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: remoteaddr_route
          uri: http://www.baidu.com
          predicates:
          - RemoteAddr=192.168.1.1/24

组合使用

以上示例演示了单个 Predicate 的使用，Predicate 也可以放在一起组合使用。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
       - id: combination_route
       uri: http://ityouknow.com
       predicates:
       - RemoteAddr=192.168.1.1/24
       - Query=type,baidu
       - Path=/baidu/**

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 Predicate 条件时，请求只会被首个成功匹配的路由转发

如何自己实现 Predicate

以上介绍了内置的 Predicate 的使用，但是在一些特殊的场景下，内置的 Predicate 可能满足不了我们的需求，这个时候我们就可以根据 Gateway 提供的接口实现自己的 Predicate。

需求背景

系统中有一些请求需要根据参数去转发，比如根据查询参数的某一个范围去转发，例如 /server?type=A，当 type 为 A、B、C 三个其中一个值时转发到 server1 服务，type 为 D、E、F 三个其中一个值时转发到 server2 服务。我们可以通过继承 org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.AbstractRoutePredicateFactory 实现

/**
 * 工作流相关的断言
 *
 * @author zhangtao
 * @since 2020-01-06 7:26 下午
 */
@Component
public class TypeRoutePredicateFactory extends AbstractRoutePredicateFactory<WorkFlowRoutePredicateFactory.Config> {
    public WorkFlowRoutePredicateFactory() {
        super(WorkFlowRoutePredicateFactory.Config.class);
    }
    private static final String DATETIME_KEY = "type";
    @Override
    public List<String> shortcutFieldOrder() {
        return Collections.singletonList(DATETIME_KEY);
    }
    // 配置参数的类型，此时指定为List
    @Override
    public ShortcutType shortcutType() {
        return ShortcutType.GATHER_LIST;
    }
    // 判断的逻辑，如果返回为true则匹配成功
    @Override
    public Predicate<ServerWebExchange> apply(WorkFlowRoutePredicateFactory.Config config) {
        return new GatewayPredicate() {
            @Override
            public boolean test(ServerWebExchange exchange) {
                // 判断参数中是否有配置的type
                List<String> types = exchange.getRequest().getQueryParams().get("type");
                if (types != null && types.size() == 1 && config.getType().contains(types.get(0))) {
                    return true;
                }
                return false;
            }
        };
    }
    @Validated
    public static class Config {
        private List<String> type = new ArrayList<>();
        public List<String> getType() {
            return type;
        }
        public void setType(List<String> type) {
            this.type = type;
        }
    }
}

配置文件：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: server1-route
        uri: http://www.baidu.com
        predicates:
        # Type为，TypeRoutePredicateFactory类 RoutePredicateFactory前面的值
        - Type=A,B,C
      - id: server2-route
        uri: https://cn.bing.com/
        predicates:
        # Type为，TypeRoutePredicateFactory类 RoutePredicateFactory前面的值
        - Type=D,E,F

以上配置为，当请求参数中 type 的值为 A、B、C 其中一个时则匹配成功，通过 server1-route 路由转发到 http://www.baidu.com，当请求参数中 type 的值为 D、E、F 其中一个时则匹配成功，通过 server2-route 路由转发到 https://cn.bing.com/

总结

Spring Cloud Gateway 使用非常的灵活，可以根据不同的情况来进行路由分发，在实际项目中可以自由组合使用。同时 Spring Cloud Gateway 还有更多很酷的功能，比如 Filter、熔断和限流等。

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原文发布时间：2020-07-01
本文作者：张sir
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