Spring Cloud Gateway 完全指南

1. 概述：什么是 Spring Cloud Gateway？

Spring Cloud Gateway 是 Spring Cloud 生态中的 API 网关，基于 Spring WebFlux + Reactor + Netty 构建，旨在替代 Zuul 1.x，提供更高效、更灵活的网关服务。

主要功能：

• 请求路由与转发
• 统一鉴权、限流、熔断
• 日志与监控
• 跨域、重试、改写等

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2. 核心优势：为什么选择 Gateway？

对比点	Zuul 1.x	Spring Cloud Gateway
底层模型	Servlet 阻塞 I/O	WebFlux + Netty 非阻塞 I/O
并发能力	每个请求占用一个线程，高并发下性能下降	少量线程处理大量请求，吞吐量高
编程风格	继承 ZuulFilter，命令式	响应式 GlobalFilter，函数式
动态路由	支持有限，需额外实现	内置 /refresh 端点，易对接配置中心
生态集成	维护状态，社区活跃度低	Spring 官方主推，与 Cloud 生态无缝集成

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3. 核心概念：Route、Predicate、Filter

3.1 Route（路由）

• 定义：网关的基本配置单元，包含 id、目标 URI、一组 Predicate、一组 Filter。
• 配置方式：支持 YAML、Java DSL、动态加载。

3.2 Predicate（断言）

• 作用：匹配请求条件，满足条件的请求才会走该路由。
• 常见断言（面试时至少能列举 5-6 个）：

Predicate	说明	示例
Path	路径匹配	- Path=/user/**
Method	HTTP 方法	- Method=GET
Header	请求头匹配	- Header=X-Request-Id, \d+
Query	请求参数匹配	- Query=name, jack
Cookie	Cookie 匹配	- Cookie=sessionId, \d+
Host	主机名匹配	- Host=**.example.com
After/Before/Between	时间匹配	- After=2024-01-01T00:00:00+08:00
RemoteAddr	IP 地址匹配	- RemoteAddr=192.168.0.0/16

一个路由可以配置多个 Predicate，必须同时满足才会匹配。

3.3 Filter（过滤器）

• 作用：对请求/响应进行拦截和处理。
• 分类：
  • 按生命周期：Pre（转发前）、Post（响应返回前）
  • 按作用范围：GatewayFilter（局部，作用于特定路由）、GlobalFilter（全局，作用于所有路由）

常用内置 GatewayFilter：

• AddRequestHeader（添加请求头）
• RewritePath（路径重写）
• StripPrefix（去掉路径前缀）
• RequestRateLimiter（限流）
• Retry（重试）
• CircuitBreaker（熔断）

常用全局过滤器：

• LoadBalancerClientFilter：负载均衡，解析 lb:// URI
• NettyRoutingFilter：转发请求到后端服务
• GatewayMetricsFilter：监控指标收集
• RemoveCachedBodyFilter：清除缓存请求体

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4. 请求流转全过程

当请求到达 Gateway，经过以下步骤：

1. Netty 服务器接收请求
   Gateway 启动时启动 Reactor Netty 服务端，监听端口。

2. DispatcherHandler 分发
   WebFlux 的 DispatcherHandler 将请求交给 RoutePredicateHandlerMapping。

3. 路由匹配
   RoutePredicateHandlerMapping 遍历所有路由，使用 Predicate 匹配请求，找到对应的 FilteringWebHandler。

4. 构建过滤器链
   FilteringWebHandler 将全局过滤器与该路由的局部过滤器合并，形成有序的过滤器链。

5. 执行 Pre 过滤器
   依次执行过滤器链中 chain.filter(exchange) 之前的逻辑（鉴权、限流、请求改写等）。

6. 负载均衡
   当过滤器链中的 LoadBalancerClientFilter 发现 URI 以 lb:// 开头时，从注册中心获取服务实例，通过负载均衡算法（如轮询）选择一个实例，替换 URI。

7. 转发请求
   NettyRoutingFilter 利用 Netty 的 HttpClient 非阻塞地转发请求到目标服务，并等待响应。

8. 执行 Post 过滤器
   收到响应后，过滤器链反向执行 Post 阶段逻辑（日志、响应改写、异常降级）。

9. 返回客户端
   最终响应由 Netty 服务器写回客户端。