Spring Cloud gateway工作流程

在之前的文章的Spring Cloud Gateway初体验中，大家已经对Spring Cloud Gateway的功能有一个初步的认识，网关作为一个系统的流量的入口，有着举足轻重的作用，通常的作用如下：

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。

注：该图片来自官网

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。

predicate简介

Predicate来自于java8的接口。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）。可以用于接口请求参数校验、判断新老数据是否有变化需要进行更新操作。add--与、or--或、negate--非。

Spring Cloud Gateway内置了许多Predict,这些Predict的源码在org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate包中，如果读者有兴趣可以阅读一下。现在列举各种Predicate如下图：

注：图片来自网络

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。

predicate实战

现在以案例的形式来讲解predicate，本文中的案例基本来源于官方文档，官方文档地址：http://cloud.spring.io/spring-cloud-static/spring-cloud-gateway/2.0.0.RELEASE/single/spring-cloud-gateway.html ；如果有任何问题欢迎和我联系，和我讨论。

创建一个工程，在工程的pom文件引入spring cloud gateway 的起步依赖spring-cloud-starter-gateway，spring cloud版本和spring boot版本，代码如下：

 
   <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.0.5.RELEASE</version>
    </parent>

    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>Finchley.SR1</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

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

After Route Predicate Factory

AfterRoutePredicateFactory，可配置一个时间，当请求的时间在配置时间之后，才交给 router去处理。否则则报错，不通过路由。

在工程的application.yml配置如下：

server:
  port: 8081
spring:
  profiles:
    active: after_route

---
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: after_route
        uri: http://httpbin.org:80/get
        predicates:
        - After=2017-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver]
  profiles: after_route

在上面的配置文件中，配置了服务的端口为8081，配置spring.profiles.active:after_route指定了程序的spring的启动文件为after_route文件。在application.yml再建一个配置文件，语法是三个横线，在此配置文件中通过spring.profiles来配置文件名，和spring.profiles.active一致，然后配置spring cloud gateway 相关的配置，id标签配置的是router的id，每个router都需要一个唯一的id，uri配置的是将请求路由到哪里，本案例全部路由到http://httpbin.org:80/get。

predicates： After=2017-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver] 会被解析成PredicateDefinition对象（name =After ，args= 2017-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver]）。在这里需要注意的是predicates的After这个配置，遵循的契约大于配置的思想，它实际被AfterRoutePredicateFactory这个类所处理，这个After就是指定了它的Gateway web handler类为AfterRoutePredicateFactory，同理，其他类型的predicate也遵循这个规则。

当请求的时间在这个配置的时间之后，请求会被路由到http://httpbin.org:80/get。

启动工程，在浏览器上访问http://localhost:8081/，会显示http://httpbin.org:80/get返回的结果，此时gateway路由到了配置的uri。如果我们将配置的时间设置到当前时之后，浏览器会显示404，此时证明没有路由到配置的uri.

跟时间相关的predicates还有Before Route Predicate Factory、Between Route Predicate Factory，读者可以自行查阅官方文档，再次不再演示。

Header Route Predicate Factory

Header Route Predicate Factory需要2个参数，一个是header名，另外一个header值，该值可以是一个正则表达式。当此断言匹配了请求的header名和值时，断言通过，进入到router的规则中去。

在工程的配置文件加上以下的配置：

spring:
  profiles:
    active: header_route

---
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: header_route
        uri: http://httpbin.org:80/get
        predicates:
        - Header=X-Request-Id, \d+
  profiles: header_route

在上面的配置中，当请求的Header中有X-Request-Id的header名，且header值为数字时，请求会被路由到配置的 uri. 使用curl执行以下命令:

$ curl -H 'X-Request-Id:1' localhost:8081

执行命令后，会正确的返回请求结果，结果省略。如果在请求中没有带上X-Request-Id的header名，并且值不为数字时，请求就会报404，路由没有被正确转发。

Cookie Route Predicate Factory需要2个参数，一个时cookie名字，另一个时值，可以为正则表达式。它用于匹配请求中，带有该名称的cookie和cookie匹配正则表达式的请求。

在配置文件添加以下配置：

spring:
  profiles:
    active: cookie_route


---
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: cookie_route
        uri: http://httpbin.org:80/get
        predicates:
        - Cookie=name, forezp
  profiles: cookie_route

在上面的配置中，请求带有cookie名为 name, cookie值为forezp 的请求将都会转发到uri为 http://httpbin.org:80/get的地址上。使用curl命令进行请求，在请求中带上 cookie，会返回正确的结果，否则，请求报404错误。

$ curl -H 'Cookie:name=forezp' localhost:8081

Host Route Predicate Factory

Host Route Predicate Factory需要一个参数即hostname，它可以使用. * 等去匹配host。这个参数会匹配请求头中的host的值，一致，则请求正确转发。

在工程的配置文件，加上以下配置：

spring:
  profiles:
    active: host_route
---
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: host_route
        uri: http://httpbin.org:80/get
        predicates:
        - Host=**.fangzhipeng.com
  profiles: host_route

在上面的配置中，请求头中含有Host为fangzhipeng.com的请求将会被路由转发转发到配置的uri。启动工程，执行以下的curl命令，请求会返回正确的请求结果：

curl -H 'Host:www.fangzhipeng.com' localhost:8081

Method Route Predicate Factory

Method Route Predicate Factory 需要一个参数，即请求的类型。比如GET类型的请求都转发到此路由。在工程的配置文件加上以下的配置：

spring:
  profiles:
    active: method_route

---
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: method_route
        uri: http://httpbin.org:80/get
        predicates:
        - Method=GET
  profiles: method_route

在上面的配置中，所有的GET类型的请求都会路由转发到配置的uri。使用 curl命令模拟 get类型的请求，会得到正确的返回结果。

$ curl localhost:8081

使用 curl命令模拟 post请求，则返回404结果。

$ curl -XPOST localhost:8081

Path Route Predicate Factory

Path Route Predicate Factory 需要一个参数: 一个spel表达式，应用匹配路径。

在工程的配置文件application.yml文件中，做以下的配置：

spring:
  profiles:
    active: path_route
---
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: path_route
        uri: http://httpbin.org:80/get
        predicates:
        - Path=/foo/{segment}
  profiles: path_route

在上面的配置中，所有的请求路径满足/foo/{segment}的请求将会匹配并被路由，比如/foo/1 、/foo/bar的请求，将会命中匹配，并成功转发。

使用curl模拟一个请求localhost:8081/foo/dew，执行之后会返回正确的请求结果。

$ curl localhost:8081/foo/dew

Query Route Predicate Factory

Query Route Predicate Factory 需要2个参数:一个参数名和一个参数值的正则表达式。在工程的配置文件application.yml做以下的配置：

spring:
  profiles:
    active: query_route
---
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: query_route
        uri: http://httpbin.org:80/get
        predicates:
        - Query=foo, ba.
  profiles: query_route

在上面的配置文件中，配置了请求中含有参数foo，并且foo的值匹配ba.，则请求命中路由，比如一个请求中含有参数名为foo，值的为bar，能够被正确路由转发。

模拟请求的命令如下：

$ curl localhost:8081?foo=bar

Query Route Predicate Factory也可以只填一个参数，填一个参数时，则只匹配参数名，即请求的参数中含有配置的参数名，则命中路由。比如以下的配置中，配置了请求参数中含有参数名为foo 的参数将会被请求转发到uri为http://httpbin.org:80/get。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: query_route
        uri: http://httpbin.org:80/get
        predicates:
        - Query=foo
  profiles: query_route

总结

在本篇文章中，首先介绍了Spring Cloud Gateway的工作流程和原理，然后介绍了gateway框架内置的predict及其分类，最后以案例的形式重点讲解了几个重要的Predict。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，下篇文章将会为大家介绍Spring Cloud Gateway过滤器相关的内容。

参考资料

http://cloud.spring.io/spring-cloud-static/spring-cloud-gateway/2.0.0.RELEASE/single/spring-cloud-gateway.html

https://www.jianshu.com/p/35b60946b8ce

https://www.jianshu.com/p/03d42105f81f

源码下载

https://github.com/forezp/SpringCloudLearning/tree/master/sc-f-gateway-predicate

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