网关之Spring Cloud Gateway

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Spring Cloud Gateway简介

Spring Cloud Gateway 是Spring Cloud 的一个全新项目,该项目是基于Spring5.0,Spring Boot 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。

SpringCloud Gateway 作为 Spring Cloud 生态系统中的网关,目标是替代 Zuul,在Spring Cloud 2.0以上版本中,没有对新版本的Zuul 2.0以上最新高性能版本进行集成,仍然还是使用的Zuul 2.0之前的非Reactor模式的老版本。而为了提升网关的性能,SpringCloud Gateway是基于WebFlux框架实现的,而WebFlux框架底层则使用了高性能的Reactor模式通信框架Netty。

Spring Cloud Gateway 的目标,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/指标,和限流。

特别说明

Spring Cloud Gateway 底层使用了高性能的通信框架Netty。

Netty 是高性能中间件的通讯底座, rocketmq 、seata、nacos 、sentinel 、redission 、dubbo 等太多、太多的的大名鼎鼎的中间件,无一例外都是基于netty。

SpringCloud官方,对SpringCloud Gateway 特征介绍如下:

  • 基于 Spring Framework 5,Project Reactor 和 Spring Boot 2.0
  • 动态路由
  • Predicates 和 Filters 作用于特定路由
  • 集成 Hystrix 断路器
  • 集成 Spring Cloud DiscoveryClient
  • 易于编写的 Predicates 和 Filters
  • 限流
  • 路径重写

从以上的特征来说,和Zuul的特征差别不大。SpringCloud Gateway和Zuul主要的区别,还是在底层的通信框架上。

(1)Filter(过滤器)

和Zuul的过滤器在概念上类似,可以使用它拦截和修改请求,并且对上游的响应,进行二次处理。过滤器为org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilter类的实例。

(2)Route(路由)

网关配置的基本组成模块,和Zuul的路由配置模块类似。一个Route模块由一个 ID,一个目标 URI,一组断言和一组过滤器定义。如果断言为真,则路由匹配,目标URI会被访问。

(3)Predicate(断言)

这是一个 Java 8 的 Predicate,可以使用它来匹配来自 HTTP 请求的任何内容,例如 headers 或参数。断言的输入参数类型是一个 ServerWebExchange。

 SpringCloud Gateway架构

Spring在2017年下半年迎来了Webflux,Webflux的出现填补了Spring在响应式编程上的空白,Webflux的响应式编程不仅仅是编程风格的改变,而且对于一系列的著名框架,都提供了响应式访问的开发包,比如Netty、Redis等等。

SpringCloud Gateway 使用的Webflux中的reactor-netty响应式编程组件,底层使用了Netty通讯框架。

image.png

SpringCloud Zuul的IO模型

Springcloud中所集成的Zuul版本,采用的是Tomcat容器,使用的是传统的Servlet IO处理模型。

大家知道,servlet由servlet container进行生命周期管理。container启动时构造servlet对象并调用servlet init()进行初始化;container关闭时调用servlet destory()销毁servlet;container运行时接受请求,并为每个请求分配一个线程(一般从线程池中获取空闲线程)然后调用service()。

弊端:servlet是一个简单的网络IO模型,当请求进入servlet container时,servlet container就会为其绑定一个线程,在并发不高的场景下这种模型是适用的,但是一旦并发上升,线程数量就会上涨,而线程资源代价是昂贵的(上线文切换,内存消耗大)严重影响请求的处理时间。在一些简单的业务场景下,不希望为每个request分配一个线程,只需要1个或几个线程就能应对极大并发的请求,这种业务场景下servlet模型没有优势。

image.png

所以Springcloud Zuul 是基于servlet之上的一个阻塞式处理模型,即spring实现了处理所有request请求的一个servlet(DispatcherServlet),并由该servlet阻塞式处理处理。所以Springcloud Zuul无法摆脱servlet模型的弊端。虽然Zuul 2.0开始,使用了Netty,并且已经有了大规模Zuul 2.0集群部署的成熟案例,但是,Springcloud官方已经没有集成该版本的计划了。

Spring Cloud Gateway的处理流程

客户端向 Spring Cloud Gateway 发出请求。如果 Gateway Handler Mapping 中找到与请求相匹配的路由,将其发送到 Gateway Web Handler。Handler 再通过指定的过滤器链来将请求发送到我们实际的服务执行业务逻辑,然后返回。 过滤器之间用虚线分开是因为过滤器可能会在发送代理请求之前(“pre”)或之后(“post”)执行业务逻辑。

image.png

搭建基本的Gateway

Spring Cloud Gateway 网关路由有两种配置方式:

  • 在配置文件 yml 中配置
  • 通过@Bean自定义 RouteLocator,在启动主类 Application 中配置

这两种方式是等价的,建议使用 yml 方式进配置。


<parent>
	<groupId>org.springframework.boot</groupId>
	<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
	<version>2.0.6.RELEASE</version>
	<relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>


<dependencyManagement>
	<dependencies>
                <dependency>
                        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                        <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
                </dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
			<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
			<version>Finchley.SR2</version>
			<type>pom</type>
			<scope>import</scope>
		</dependency>
	</dependencies>
</dependencyManagement>

Spring Cloud Gateway 是使用 netty+webflux 实现因此不需要再引入 web 模块。

我们先来测试一个最简单的请求转发。

server:
  port: 8080
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: neo_route
        uri: http://www.ityouknow.com
        predicates:
        - Path=/spring-cloud

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
  • predicates:路由条件,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)。
  • filters:过滤规则,本示例暂时没用。

上面这段配置的意思是,配置了一个 id 为 neo_route 的路由规则,当访问地址 http://localhost:8080/spring-cloud时会自动转发到地址:http://www.ityouknow.com/spring-cloud。配置完成启动项目即可在浏览器访问进行测试,当我们访问地址http://localhost:8080/spring-cloud 时会展示页面展示如下:

证明页面转发成功。

转发功能同样可以通过代码来实现,我们可以在启动类 GateWayApplication 中添加方法 customRouteLocator() 来定制转发规则。


@SpringBootApplication
public class GateWayApplication {

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

	@Bean
	public RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) {
		return builder.routes()
				.route("path_route", r -> r.path("/about")
						.uri("http://ityouknow.com"))
				.build();
	}

}

上面配置了一个 id 为 path_route 的路由,当访问地址http://localhost:8080/about时会自动转发到地址:http://www.ityouknow.com/about和上面的转发效果一样,只是这里转发的是以项目地址/about格式的请求地址。

上面两个示例中 uri 都是指向了我的个人网站,在实际项目使用中可以将 uri 指向对外提供服务的项目地址,统一对外输出接口。

以上便是 Spring Cloud Gateway 最简单的两个请求示例,Spring Cloud Gateway 还有更多实用的功能接下来我们一一介绍。

路由规则

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,其实 Spring Cloud Gataway 帮我们内置了很多 Predicates 功能。

Spring Cloud Gateway 是通过 Spring WebFlux 的 HandlerMapping 做为底层支持来匹配到转发路由,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。

Predicate 介绍

Predicate 来源于 Java 8,是 Java 8 中引入的一个函数,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。

在 Spring Cloud Gateway 中 Spring 利用 Predicate 的特性实现了各种路由匹配规则,有通过 Header、请求参数等不同的条件来进行作为条件匹配到对应的路由。网上有一张图总结了 Spring Cloud 内置的几种 Predicate 的实现。

说白了 Predicate 就是为了实现一组匹配规则,方便让请求过来找到对应的 Route 进行处理,接下来我们接下 Spring Cloud GateWay 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

Before 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。

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,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。

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,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。

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。

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

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。

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。

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。

curl localhost:8080

果请求的远程地址是 192.168.1.10,则此路由将匹配。

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

Spring Cloud Gateway 集成注册中心

在实际的工作中,服务的相互调用都是依赖于服务中心提供的入口来使用,服务中心往往注册了很多服务,如果每个服务都需要单独配置的话,这将是一份很枯燥的工作。Spring Cloud Gateway 提供了一种默认转发的能力,只要将 Spring Cloud Gateway 注册到服务中心,Spring Cloud Gateway 默认就会代理服务中心的所有服务,下面用代码演示。

添加 eureka 的客户端依赖包

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

修改 application.yml 配置文件内容如下

server:
  port: 8888
spring:
  application:
    name: cloud-gateway-eureka
  cloud:
    gateway:
     discovery:
        locator:
         enabled: true
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8000/eureka/
logging:
  level:
    org.springframework.cloud.gateway: debug

配置说明:

  • spring.cloud.gateway.discovery.locator.enabled:是否与服务注册于发现组件进行结合,通过 serviceId 转发到具体的服务实例。默认为 false,设为 true 便开启通过服务中心的自动根据 serviceId 创建路由的功能。
  • eureka.client.service-url.defaultZone指定注册中心的地址,以便使用服务发现功能
  • logging.level.org.springframework.cloud.gateway 调整相 gateway 包的 log 级别,以便排查问题

修改完成后启动 cloud-gateway-eureka 项目,访问注册中心地址 http://localhost:8000/ 即可看到名为 CLOUD-GATEWAY-EUREKA的服务。

测试

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/服务中心注册 serviceId/具体的url

比如我们的 spring-cloud-producer 项目有一个 /hello 的服务,访问此服务的时候会返回:hello world。

比如访问地址:http://localhost:9000/hello,页面返回:hello world!

按照上面的语法我们通过网关来访问,浏览器输入:http://localhost:8888/SPRING-CLOUD-PRODUCER/hello 同样返回:hello world!证明服务网关转发成功。

我们将项目 spring-cloud-producer 复制一份为 spring-cloud-producer-1,将/hello服务的返回值修改为 hello world smile !,修改端口号为 9001 ,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 SPRING-CLOUD-PRODUCER的服务。

在浏览器多次访问地址:http://localhost:8888/SPRING-CLOUD-PRODUCER/hello,页面交替返回以下信息:

hello world!
hello world smile!

说明后端服务自动进行了均衡负载。

基于 Filter(过滤器) 实现的高级功能

Spring Cloud Gateway 的 Filter 的生命周期不像 Zuul 的那么丰富,它只有两个:“pre” 和 “post”。

  • PRE: 这种过滤器在请求被路由之前调用。我们可利用这种过滤器实现身份验证、在集群中选择请求的微服务、记录调试信息等。
  • POST:这种过滤器在路由到微服务以后执行。这种过滤器可用来为响应添加标准的 HTTP Header、收集统计信息和指标、将响应从微服务发送给客户端等。

Spring Cloud Gateway 的 Filter 分为两种:GatewayFilter 与 GlobalFilter。GlobalFilter 会应用到所有的路由上,而 GatewayFilter 将应用到单个路由或者一个分组的路由上。

Spring Cloud Gateway 内置了9种 GlobalFilter,比如 Netty Routing Filter、LoadBalancerClient Filter、Websocket Routing Filter 等,根据名字即可猜测出这些 Filter 的作者,具体大家可以参考官网内容:Global Filters

利用 GatewayFilter 可以修改请求的 Http 的请求或者响应,或者根据请求或者响应做一些特殊的限制。 更多时候我们会利用 GatewayFilter 做一些具体的路由配置,下面我们做一些简单的介绍。

快速上手 Filter 使用

我们以 AddRequestParameter GatewayFilter 来演示一下,如何在项目中使用 GatewayFilter,AddRequestParameter GatewayFilter 可以在请求中添加指定参数。

application.yml配置示例

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: add_request_parameter_route
        uri: http://example.org
        filters:
        - AddRequestParameter=foo, bar

这样就会给匹配的每个请求添加上foo=bar的参数和值。

我们将以上配置融入到 cloud-gateway-eureka 项目中,完整的 application.yml 文件配置信息如下:

server:
  port: 8888
spring:
  application:
    name: cloud-gateway-eureka
  cloud:
    gateway:
     discovery:
        locator:
         enabled: true
     routes:
     - id: add_request_parameter_route
       uri: http://localhost:9000
       filters:
       - AddRequestParameter=foo, bar
       predicates:
         - Method=GET
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8000/eureka/
logging:
  level:
    org.springframework.cloud.gateway: debug

这里的 routes 手动指定了服务的转发地址,设置所有的 GET 方法都会自动添加foo=barhttp://localhost:9000 是 spring-cloud-producer 项目,我们在此项目中添加一个 foo() 方法,用来接收转发中添加的参数 foo。

@RequestMapping("/foo")
public String foo(String foo) {
    return "hello "+foo+"!";
}

修改完成后重启 cloud-gateway-eureka、spring-cloud-producer 项目。访问地址http://localhost:9000/foo页面返回:hello null!,说明并没有接受到参数 foo;通过网关来调用此服务,浏览器访问地址http://localhost:8888/foo页面返回:hello bar!,说明成功接收到参数 foo 参数的值 bar ,证明网关在转发的过程中已经通过 filter 添加了设置的参数和值。

服务化路由转发

上面我们使用 uri 指定了一个服务转发地址,单个服务这样使用问题不大,但是我们在注册中心往往会使用多个服务来共同支撑整个服务的使用,这个时候我们就期望可以将 Filter 作用到每个应用的实例上,spring cloud gateway 工了这样的功能,只需要简单配置即可。

为了测试两个服务提供者是否都被调用,我们在 spring-cloud-producer-1 项目中也同样添加 foo() 方法。

@RequestMapping("/foo")
public String foo(String foo) {
    return "hello "+foo+"!!";
}

为了和 spring-cloud-producer 中 foo() 方法有所区别,这里使用了两个感叹号。同时将 cloud-gateway-eureka 项目配置文件中的 uri 内容修改如下:

#格式为:lb://应用注册服务名
uri: lb://spring-cloud-producer

修改完之后,重新启动项目 cloud-gateway-eureka、spring-cloud-producer-1,浏览器访问地址:http://localhost:8888/foo页面交替出现:

hello bar!
hello bar!!

证明请求依据均匀转发到后端服务,并且后端服务均接收到了 filter 增加的参数 foo 值。

这里其实默认使用了全局过滤器 LoadBalancerClient ,当路由配置中 uri 所用的协议为 lb 时(以uri: lb://spring-cloud-producer为例),gateway 将使用 LoadBalancerClient 把 spring-cloud-producer 通过 eureka 解析为实际的主机和端口,并进行负载均衡。

熔断、限流、重试

Filter 常用功能

修改请求路径的过滤器

StripPrefix Filter

StripPrefix Filter 是一个请求路径截取的功能,我们可以利用这个功能来做特殊业务的转发。

application.yml 配置如下:

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: nameRoot
        uri: http://nameservice
        predicates:
        - Path=/name/**
        filters:
        - StripPrefix=2

上面这个配置的例子表示,当请求路径匹配到/name/**会将包含name和后边的字符串接去掉转发, StripPrefix=2就代表截取路径的个数,这样配置后当请求/name/bar/foo后端匹配到的请求路径就会变成http://nameservice/foo

我们还是在 cloud-gateway-eureka 项目中进行测试,修改 application.yml 如下:

spring:
  cloud:
     routes:
     - id: nameRoot
       uri: lb://spring-cloud-producer
       predicates:
       - Path=/name/**
       filters:
       - StripPrefix=2

配置完后重启 cloud-gateway-eureka 项目,访问地址:http://localhost:8888/name/foo/hello页面会交替显示:

hello world!
hello world smile!

和直接访问地址 http://localhost:8888/hello展示的效果一致,说明请求路径中的 name/foo/ 已经被截取。

PrefixPath Filter

PrefixPath Filter 的作用和 StripPrefix 正相反,是在 URL 路径前面添加一部分的前缀

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: prefixpath_route
        uri: http://example.org
        filters:
        - PrefixPath=/mypath

大家可以下来去测试,这里不再演示。

限速路由器

限速在高并发场景中比较常用的手段之一,可以有效的保障服务的整体稳定性,Spring Cloud Gateway 提供了基于 Redis 的限流方案。所以我们首先需要添加对应的依赖包spring-boot-starter-data-redis-reactive

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

配置文件中需要添加 Redis 地址和限流的相关配置

配置文件中需要添加 Redis 地址和限流的相关配置

spring:
  application:
    name: cloud-gateway-eureka
  redis:
    host: localhost
    password:
    port: 6379
  cloud:
    gateway:
     discovery:
        locator:
         enabled: true
     routes:
     - id: requestratelimiter_route
       uri: http://example.org
       filters:
       - name: RequestRateLimiter
         args:
           redis-rate-limiter.replenishRate: 10
           redis-rate-limiter.burstCapacity: 20
           key-resolver: "#{@userKeyResolver}"
       predicates:
         - Method=GET
  • filter 名称必须是 RequestRateLimiter
  • redis-rate-limiter.replenishRate:允许用户每秒处理多少个请求
  • redis-rate-limiter.burstCapacity:令牌桶的容量,允许在一秒钟内完成的最大请求数
  • key-resolver:使用 SpEL 按名称引用 bean

项目中设置限流的策略,创建 Config 类。

public class Config {

    @Bean
    KeyResolver userKeyResolver() {
        return exchange -> Mono.just(exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("user"));
    }
}

根据请求参数中的 user 字段来限流,也可以设置根据请求 IP 地址来限流,设置如下:

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

这样网关就可以根据不同策略来对请求进行限流了。

在之前的 Spring Cloud 系列文章中,大家对熔断应该有了一定的了解,如过不了解可以先读这篇文章:熔断器 Hystrix

Spring Cloud Gateway 也可以利用 Hystrix 的熔断特性,在流量过大时进行服务降级,同样我们还是首先给项目添加上依赖。

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

配置示例

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: hystrix_route
        uri: http://example.org
        filters:
        - Hystrix=myCommandName

配置后,gateway 将使用 myCommandName 作为名称生成 HystrixCommand 对象来进行熔断管理。如果想添加熔断后的回调内容,需要在添加一些配置。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: hystrix_route
        uri: lb://spring-cloud-producer
        predicates:
        - Path=/consumingserviceendpoint
        filters:
        - name: Hystrix
          args:
            name: fallbackcmd
            fallbackUri: forward:/incaseoffailureusethis

fallbackUri: forward:/incaseoffailureusethis配置了 fallback 时要会调的路径,当调用 Hystrix 的 fallback 被调用时,请求将转发到/incaseoffailureuset这个 URI。

重试路由器

RetryGatewayFilter 是 Spring Cloud Gateway 对请求重试提供的一个 GatewayFilter Factory

配置示例:

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: retry_test
        uri: lb://spring-cloud-producer
        predicates:
        - Path=/retry
        filters:
        - name: Retry
          args:
            retries: 3
            statuses: BAD_GATEWAY

Retry GatewayFilter 通过这四个参数来控制重试机制: retries, statuses, methods, 和 series。

  • retries:重试次数,默认值是 3 次
  • statuses:HTTP 的状态返回码,取值请参考:org.springframework.http.HttpStatus
  • methods:指定哪些方法的请求需要进行重试逻辑,默认值是 GET 方法,取值参考:org.springframework.http.HttpMethod
  • series:一系列的状态码配置,取值参考:org.springframework.http.HttpStatus.Series。符合的某段状态码才会进行重试逻辑,默认值是 SERVER_ERROR,值是 5,也就是 5XX(5 开头的状态码),共有5 个值。

Spring Cloud Gateway两种负载均衡器

Gateway有两种客户端负载均衡器,LoadBalancerClientFilterReactiveLoadBalancerClientFilterLoadBalancerClientFilter使用一个Ribbon的阻塞式LoadBalancerClient,Gateway建议使用ReactiveLoadBalancerClientFilter。可以通过设置spring.cloud.loadbalancer.ribbon.enabled=false,切换到ReactiveLoadBalancerClientFilter。无论使用Ribbon还是LoadBalancer,在Route中配置的lb是一样的