Spring Cloud Gateway-获取body踩坑实践

问题1：无法获取body内容

问题原因分析

在使用过程中碰到过滤器中获取的内容一直都是空的，尝试了网上的各种解析body内容的方法，但是得到结果都是一样，死活获取不到body数据，一度很崩溃。后来进行了各种尝试，最终发现使用不同的spring boot版本和spring cloud版本，对结果影响很大。

最佳实践

方案1：降低版本

springboot版本：2.0.5-RELEASE springcloud版本：Finchley.RELEASE 使用以上的版本会报以下的错误：

java.lang.IllegalStateException: Only one connection receive subscriber allowed.

原因在于spring boot在2.0.5版本如果使用了WebFlux就自动配置HiddenHttpMethodFilter过滤器。查看源码发现，这个过滤器的作用是，针对当前的浏览器一般只支持GET和POST表单提交方法，如果想使用其他HTTP方法(如：PUT、DELETE、PATCH)，就只能通过一个隐藏的属性如(_method=PUT)来表示，那么HiddenHttpMethodFilter的作用是将POST请求的_method参数里面的value替换掉http请求的方法。但是这就导致已经读取了一次body，导致后面的过滤器无法读取body。解决方案就是可以自己重写HiddenHttpMethodFilter来覆盖原来的实现，实际上gateway本身就不应该做这种事情，原始请求是怎样的，转发给下游的请求就应该是怎样的。

@Bean
public HiddenHttpMethodFilter hiddenHttpMethodFilter() {
    return new HiddenHttpMethodFilter() {
        @Override
        public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, WebFilterChain chain) {
            return chain.filter(exchange);
        }
    };
}

这个方案也是gateway官方开发者目前所提出的解决方案。

方案2：不降低版本，缓存body内容

springboot版本：2.1.5-RELEASE springcloud版本：Greenwich.SR1 在较高版本中，上面的方法已经行不通了，可以自定义一个高优先级的过滤器先获取body内容并缓存起来，解决body只能读取一次的问题。具体解决方案见问题2。

问题2：body只能读取一次

这个问题网上主要的解决思路就是获取body之后，重新封装request，然后把封装后的request传递下去。思路很清晰，但是实现的方式却千奇百怪。在使用的过程中碰到了各种千奇百怪的问题，比如说第一次请求正常，第二次请求报400错误，这样交替出现。最终定位原因就是我自定义的全局过滤器把request重新包装导致的，去掉就好了。鉴于踩得坑比较多，下面给出在实现过程中笔者认为的最佳实践。

核心代码

import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilterChain;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GlobalFilter;
import org.springframework.core.Ordered;
import org.springframework.core.io.buffer.DataBuffer;
import org.springframework.core.io.buffer.DataBufferUtils;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpRequest;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpRequestDecorator;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import reactor.core.publisher.Flux;
import reactor.core.publisher.Mono;

/**
 * 这个过滤器解决body不能重复读的问题
 * 实际上这里没必要把body的内容放到attribute中去，因为从attribute取出body内容还是需要强转成
 * Flux<DataBuffer>,然后转换成String,和直接读取body没有什么区别
 */
@Component
public class CacheBodyGlobalFilter implements Ordered, GlobalFilter {

//  public static final String CACHE_REQUEST_BODY_OBJECT_KEY = "cachedRequestBodyObject";

  @Override
  public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
    if (exchange.getRequest().getHeaders().getContentType() == null) {
      return chain.filter(exchange);
    } else {
      return DataBufferUtils.join(exchange.getRequest().getBody())
          .flatMap(dataBuffer -> {
            DataBufferUtils.retain(dataBuffer);
            Flux<DataBuffer> cachedFlux = Flux
                .defer(() -> Flux.just(dataBuffer.slice(0, dataBuffer.readableByteCount())));
            ServerHttpRequest mutatedRequest = new ServerHttpRequestDecorator(
                exchange.getRequest()) {
              @Override
              public Flux<DataBuffer> getBody() {
                return cachedFlux;
              }
            };
//            exchange.getAttributes().put(CACHE_REQUEST_BODY_OBJECT_KEY, cachedFlux);

            return chain.filter(exchange.mutate().request(mutatedRequest).build());
          });
    }
  }

  @Override
  public int getOrder() {
    return Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE;
  }
}

CacheBodyGlobalFilter这个全局过滤器的目的就是把原有的request请求中的body内容读出来，并且使用ServerHttpRequestDecorator这个请求装饰器对request进行包装，重写getBody方法，并把包装后的请求放到过滤器链中传递下去。这样后面的过滤器中再使用exchange.getRequest().getBody()来获取body时，实际上就是调用的重载后的getBody方法，获取的最先已经缓存了的body数据。这样就能够实现body的多次读取了。
值得一提的是，这个过滤器的order设置的是Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE，即最高优先级的过滤器。优先级设置这么高的原因是某些系统内置的过滤器可能也会去读body，这样就会导致我们自定义过滤器中获取body的时候报body只能读取一次这样的错误如下:

java.lang.IllegalStateException: Only one connection receive subscriber allowed.
	at reactor.ipc.netty.channel.FluxReceive.startReceiver(FluxReceive.java:279)
	at reactor.ipc.netty.channel.FluxReceive.lambda$subscribe$2(FluxReceive.java:129)
	at

所以需要先解决body只能读取一次的问题，把CacheBodyGlobalFilter的优先级设到最高。

import io.netty.buffer.ByteBufAllocator;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilterChain;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GlobalFilter;
import org.springframework.core.Ordered;
import org.springframework.core.io.buffer.DataBuffer;
import org.springframework.core.io.buffer.NettyDataBufferFactory;
import org.springframework.http.HttpMethod;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.http.MediaType;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpRequest;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpRequestDecorator;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.MultiValueMap;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import org.springframework.web.util.UriComponentsBuilder;
import reactor.core.publisher.Flux;
import reactor.core.publisher.Mono;

import java.net.URI;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

/**
 * @author mjw
 * @date 2020/3/24
 */
@Component
@Slf4j
public class AuthGlobalFilter implements GlobalFilter, Ordered
{
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain)
    {
        String bodyContent = RequestUtil.resolveBodyFromRequest(exchange.getRequest());
        
        // TODO 身份认证相关逻辑

        return chain.filter(exchange.mutate().build());
    }

    @Override
    public int getOrder()
    {
        return -100;
    }
}

这个类是自定义的身份认证的全局过滤器，这里需要说一下的就是读取body之后如何解析。由于spring cloud gateway使用的是webFlux，因此获取的body内容是Flux结构的，读取的方式如下：

import org.springframework.core.io.buffer.DataBuffer;
import org.springframework.core.io.buffer.DataBufferUtils;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpRequest;
import reactor.core.publisher.Flux;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

/**
 * @author mjw
 * @date 2020/3/30
 */
public class RequestUtil
{
    /**
     * 读取body内容
     * @param serverHttpRequest
     * @return
     */
    public static String resolveBodyFromRequest(ServerHttpRequest serverHttpRequest){
        //获取请求体
        Flux<DataBuffer> body = serverHttpRequest.getBody();
        StringBuilder sb = new StringBuilder();

        body.subscribe(buffer -> {
            byte[] bytes = new byte[buffer.readableByteCount()];
            buffer.read(bytes);
//            DataBufferUtils.release(buffer);
            String bodyString = new String(bytes, StandardCharsets.UTF_8);
            sb.append(bodyString);
        });
        return formatStr(sb.toString());
    }

    /**
     * 去掉空格,换行和制表符
     * @param str
     * @return
     */
    private static String formatStr(String str){
        if (str != null && str.length() > 0) {
            Pattern p = Pattern.compile("\\s*|\t|\r|\n");
            Matcher m = p.matcher(str);
            return m.replaceAll("");
        }
        return str;
    }
}

实际上在网上查找资料的过程中发现，解析body内容网上普遍提到两种方式，一种就是上文中的方式，读取字节方式拼接字符串，另一种方式如下：

private String getBodyContent(ServerWebExchange exchange){
        Flux<DataBuffer> body = exchange.getRequest().getBody();
        AtomicReference<String> bodyRef = new AtomicReference<>();
        // 缓存读取的request body信息
        body.subscribe(dataBuffer -> {
            CharBuffer charBuffer = StandardCharsets.UTF_8.decode(dataBuffer.asByteBuffer());
            DataBufferUtils.release(dataBuffer);
            bodyRef.set(charBuffer.toString());
        });
        //获取request body
        return bodyRef.get();
    }

但是网上有网友说这种方式最多能获取1024字节的数据，数据过长会被截断，导致数据丢失。这里笔者没有亲自验证过，只是把这种方式提供在这里供大家参考。
另外需要注意的是在我们创建ByteBuf对象后，它的引用计数是1，当你每次调用DataBufferUtils.release之后会释放引用计数对象时，它的引用计数减1，如果引用计数为0，这个引用计数对象会被释放（deallocate）,并返回对象池。当尝试访问引用计数为0的引用计数对象会抛出IllegalReferenceCountException异常如下：

io.netty.util.IllegalReferenceCountException: refCnt: 0
	at io.netty.buffer.AbstractByteBuf.ensureAccessible(AbstractByteBuf.java:1423) ~[netty-all-4.1.0.Final.jar:4.1.0.Final]
	at io.netty.buffer.UnpooledHeapByteBuf.capacity(UnpooledHeapByteBuf.java:102) ~[netty-all-4.1.0.Final.jar:4.1.0.Final]
	at io.netty.buffer.ReadOnlyByteBuf.capacity(ReadOnlyByteBuf.java:408) ~[netty-all-4.1.0.Final.jar:4.1.0.Final]
	at io.netty.buffer.AbstractByteBuf.setIndex(AbstractByteBuf.java:126) ~[netty-all-4.1.0.Final.jar:4.1.0.Final]
	at io.netty.buffer.ReadOnlyByteBuf.<init>(ReadOnlyByteBuf.java:50) ~[netty-all-4.1.0.Final.jar:4.1.0.Final]
	at io.netty.buffer.ReadOnlyByteBuf.duplicate(ReadOnlyByteBuf.java:278) ~[netty-all-4.1.0.Final.jar:4.1.0.Final]

因此这里为了能够在多个自定义过滤器中使用相同的方法来获取body数据，就不进行release了。

参考文章