【SpringCloud】Gateway服务网关的基本使用_spring cloud gateway 如何使用

一、初识Gateway服务网关

为什么需要网关？

在微服务中，各个模块之间的调用，也可以称其为远程调用！但是，如果是外部（用户）对微服务进行访问时，发的请求能不加处理的直接访问微服务吗？？？

答案肯定是不能的！！！

例如，不是所有的业务都是对外公开的，如果"放任"任何用户都能对其进行访问，那么这是不安全的！

所以，需要一个安全组件——网关！

Gateway网关是我们服务的守门神，所有微服务的统一入口。

图解微服务架构

Zuul与Gateway对比

在SpringCloud中网关的实现有两种——Zuul和Gateway

Zuul是基于Servlet实现的，属于阻塞式编程。

而SpringCloudGateway则是基于Spring5中提供的WebFlux，属于响应式编程的实现，具有更好的性能！！！

Gateway网关的作用

权限控制

网关作为微服务入口，需要校验用户是是否有请求资格，如果没有则进行拦截。

路由和负载均衡

一切请求都必须先经过gateway，但网关不处理业务，而是根据某种规则，把请求转发到某个微服务，这个过程叫做路由。当然路由的目标服务有多个时，还需要做负载均衡。

限流

当请求流量过高时，在网关中按照下流的微服务能够接受的速度来放行请求，避免服务压力过大。

二、Gateway快速入门

我们这里先体验一下Gateway的使用，以Gateway的路由功能为例，大致可以分为4个步骤

（1）创建SpringBoot工程gateway模块，引入 网关依赖
（2）编写 启动类
（3）编写 基础配置和 路由规则
（4） 启动网关服务进行测试

1.创建SpringBoot工程gateway模块，引入网关依赖

创建一个新的服务模块

cloud-demo项目各个模块结构

引入依赖

这里也是需要nacos的注册发现依赖，Gateway本身也是一个服务，也需要注册到nacos或者从nacos上拉取服务！

<!--网关-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>
<!--nacos服务发现依赖-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

2.编写启动类

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

3.编写基础配置和路由规则

创建application.yml文件，配置gateway服务和路由规则

server:
  port: 10010
spring:
  application:
    name: gateway
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848  # nacos 地址
    gateway:
      routes:
        - id: user-service  # 路由标识，必须唯一
          # uri: http://127.0.0.1:8081 # 路由的目标地址 http就是固定地址
          uri: lb://userservice  # 路由目标地址 lb就是负载均衡，后面跟服务名称
          predicates: # 路由断言，判断路由是否符合规则
            - Path=/user/**  # 路径断言，判断路径是否是以/user开头，如果是，则符合规则。
 
        - id: order-service
          uri: lb://orderservice
          predicates:
            - Path=/order/**
            - Before=2031-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver] # 在这个时间之前的！      

我们将符合Path 规则的一切请求，都代理到 uri参数指定的地址。

本例中，我们将 /user/**开头的请求，代理到lb://userservice，lb是负载均衡，根据服务名拉取服务列表，实现负载均衡。

4.重启服务测试

重启网关，访问localhost:10010/user/1，符合/user/**规则，请求转发到uri：userservice/user/1

同理，访问order-service服务也是这样！

网关路由的流程图

当我们有了网关开始，所有的请求都会经过网关，然后由网关路由到相应的服务中去。

小结

网关搭建步骤：

1. 创建项目，引入nacos服务发现和gateway依赖

2. 配置application.yml，包括服务基本信息、nacos地址、路由

路由配置包括：

• 路由id：路由的唯一标示

• 路由目标（uri）：路由的目标地址，http代表固定地址，lb代表根据服务名负载均衡

• 路由断言（predicates）：判断路由的规则，

• 路由过滤器（filters）：对请求或响应做处理

三、断言工厂（Predicate Factory）

我们在配置文件中写的断言规则只是字符串，这些字符串会被断言工厂(Predicate Factory)读取并解析，转变为路由判断的条件

Predicate Factory的作用：读取用户定义的断言规则"字符串"，对其进行解析，并对收到的请求做出判断！！！

这里面的Path=/user/**是按照路径匹配，这个规则是由org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.PathRoutePredicateFactory类来

处理的，像这样的断言工厂在SpringCloudGateway还有十几个

Spring中提供的11种断言工厂：Spring Cloud Gateway

我们再拿其中的一个来举例子：时间（After）

现在是2023年，而这里order-service服务被访问的前提是2031.1.20之后，所以我们去访问localhost:10010/order/101 肯定是失败的！

四、过滤器工厂

GatewayFilter是网关中提供的一种过滤器，可以对进入网关的请求和微服务返回的响应做处理。

路由过滤器的种类

Spring提供了31种不同的路由过滤器工厂，我们只需要记住几种常见的，其余的有用到查官方文档即可，地址如下：Spring Cloud Gateway

我们现在就用请求头过滤器来做一个演示。

请求头过滤器（AddRequestHeader ）

【案例需求】给所有进入userservice的请求添加一个请求头

对于这个需求其实很简单，只要修改gateway服务的application.yml文件，添加路由过滤即可

如下，我们给userservice添加请求头：Truth=Harmony is freaking awesome!

server:
  port: 10010
spring:
  application:
    name: gateway
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848  # nacos 地址
    gateway:
      routes:
        - id: user-service  # 路由标识，必须唯一
          uri: lb://userservice  # 路由目标地址
          predicates: # 路由断言，判断路由是否符合规则
            - Path=/user/**  # 路径断言，判断路径是否是以/user开头，如果是，则符合规则。
          # 局部过滤器
          filters:
            - AddRequestHeader=Truth,Harmony is freaking awesome!  #添加请求头
        - id: order-service
          uri: lb://orderservice
          predicates:
            - Path=/order/**
            - After=2031-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver]

我们想要看看刚刚添加的请求头，可以通过在UserController中使用@RequestHeader注解获取请求头并打印

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/user")
//@RefreshScope // 开启 nacos 属性刷新
public class UserController {
 
    @Autowired
    private UserService userService;
 
    @GetMapping("/{id}")
    public User queryById(@PathVariable("id") Long id,@RequestHeader(value = "Truth", required = false) String truth) {
        System.out.println("truth: " + truth);
        return userService.queryById(id);
    }
    ......
}

访问localhost:10010/user/1，在控制台上就会出现如下情况：

注意：当前过滤器写在userservice路由下，因此仅仅对访问userservice的请求有效

默认过滤器

如果要对所有的路由都生效，则可以将过滤器工厂写到default下。

格式如下：

注意：局部过滤器是在routes下的，而default-filters（默认过滤器）是和routes平级的！

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: user-service 
        uri: lb://userservice 
        predicates: 
        - Path=/user/**
      default-filters: # 默认过滤项
      - AddRequestHeader=Truth,huawei is freaking awesome! 

小结

过滤器的作用是什么？

① 对路由的请求或响应做加工处理，比如添加请求头

② 配置在路由下的过滤器只对当前路由的请求生效

default-Filters的作用是什么？

① 对所有路由都生效的过滤器

五、全局过滤器

上一节学习的过滤器，网关提供了31种，但每一种过滤器的作用都是固定的。如果我们希望拦截请求，做自己的业务逻辑则没办法实现。

更直白一个说，就是之前提到的default-Filters，我们只能通过application.yml文件来配置其参数，具体的业务逻辑是Spring实现的，我们无从干涉！！！

而当我们想要自己编写过滤器的逻辑呢？

显然仅仅default-Filters是不够的！！！这时候就需要全局过滤器（GlobalFilter）

1.全局过滤器作用

全局过滤器的作用也是处理一切进入网关的请求和微服务响应，与GatewayFilter的作用一样。

区别在于GatewayFilter通过配置定义，处理逻辑是固定的；而GlobalFilter的逻辑需要自己写代码实现。

如何实现GlobalFilter呢？

仅需一步即可——定义方式是实现GlobalFilter接口

GlobalFilter接口如下所示：

public interface GlobalFilter {
    /**
     *  处理当前请求，有必要的话通过{@link GatewayFilterChain}将请求交给下一个过滤器处理
     *
     * @param exchange 请求上下文，里面可以获取Request、Response等信息
     * @param chain 用来把请求委托给下一个过滤器 
     * @return {@code Mono<Void>} 返回标示当前过滤器业务结束
     */
    Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain);
}

• exchange：请求上下文，即当请求进入网关开始，一直到结束，整个过程中exchange对象一直都是可见的！

• chain：用于放行的，将信息交给下一个过滤器来处理。

2.自定义全局过滤器（GlobalFilter）

需求分析

定义全局过滤器，拦截请求，判断请求的参数是否满足下面条件：

参数中是否有 authorization
authorization参数值是否为 admin

如果同时满足则放行，否则拦截！

代码实现

在gateway模块中定义一个过滤器

//@Ordered(-1)
@Component
public class AuthorizeFilter implements GlobalFilter, Ordered {
 
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        // 1. 获取请求参数
        ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
        MultiValueMap<String, String> params = request.getQueryParams();
 
        // 2. 获取参数中的 authorizeFilter 参数
        String auth = params.getFirst("authorization");
 
        // 3. 判断参数中是否有admin
        if ("admin".equals(auth)) {
            // 4. 是，放行
            return chain.filter(exchange);
        }
 
        // 5. 否，拦截
        // HttpStatus 是 org.springframework.http
        exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED); // 未登入
        return exchange.getResponse().setComplete();
    }
 
    // 顺序-过滤器的优先级，越小越高！！！
    @Override
    public int getOrder() {
        return -1;
    }
}

运行结果

当我们访问的路径中存在authorization参数，且其值为admin时，可以获取到正确的结果

反之，就会报错，即我们上述代码中设定的HttpStatus.UNAUTHORIZED（401）

3.过滤器执行顺序

请求进入网关会碰到三类过滤器：当前路由的过滤器、DefaultFilter、GlobalFilter

请求路由后，会将当前路由过滤器和DefaultFilter、GlobalFilter，合并到一个过滤器链（集合）中，排序后依次执行每个过滤器

【问】这三种过滤器类型都不一样为什么可以放到同一个集合中呢？

先谈谈当前路由的过滤器（局部过滤器）和DefaultFilter 这两者是非常相近的，看代码：

它们的底层代码都是一样的，只不过是作用范围不一样！

但是，全局过滤器确是GlobalFilter？！它看起来和 GatewayFilter差远了，那么它是这么做到的呢？？？

在FilteringWebHandler类中有一个内部类：GatewayFilterAdapter

总的来说，在网关当中，所有的GlobalFilter都可以被试配成GatewayFilter（即所有的适配器都是GatewayFilter类型），这样子就可以被放置到同一个集合中！

排序的规则

• 每一个过滤器都必须指定一个int类型的order值，order值越小，优先级越高，执行顺序越靠前。

• GlobalFilter通过实现Ordered接口，或者添加@Order注解来指定order值，由我们自己指定

• 路由过滤器和defaultFilter的order由Spring指定，默认是按照声明顺序从1递增

• 当过滤器的order值一样时，会按照 defaultFilter > 路由过滤器 > GlobalFilter的顺序执行。

RouteDefinitionRouteLocator#getFilters()方法源码解析

org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinitionRouteLocator#getFilters()方法是先加载defaultFilters，然后再加载某个route的filters，然后合并。

详细内容，可以查看源码：

private List<GatewayFilter> getFilters(RouteDefinition routeDefinition) {
    List<GatewayFilter> filters = new ArrayList<>();
 
    // 加载defaultFilters
    if (!this.gatewayProperties.getDefaultFilters().isEmpty()) {
        filters.addAll(loadGatewayFilters(DEFAULT_FILTERS,
                new ArrayList<>(this.gatewayProperties.getDefaultFilters())));
    }
 
    // 再加载route的filters
    if (!routeDefinition.getFilters().isEmpty()) {
        filters.addAll(loadGatewayFilters(routeDefinition.getId(),
                new ArrayList<>(routeDefinition.getFilters())));
    }
 
    AnnotationAwareOrderComparator.sort(filters);
    return filters;
}

FilteringWebHandler#handle()方法源码解析

org.springframework.cloud.gateway.handler.FilteringWebHandler#handle()方法会加载全局过滤器，与前面的过滤器合并后根据order排序，组织过滤器链！

@Override
public Mono<Void> handle(ServerWebExchange exchange) {
    // exchange：请求上下文，即当请求进入网关开始，一直到结束，整个过程中exchange对象一直都是可见的！
    // 从exchange对象中获取过滤器gatewayFilters（默认过滤器、路由过滤器）
    Route route = exchange.getRequiredAttribute(GATEWAY_ROUTE_ATTR);
    List<GatewayFilter> gatewayFilters = route.getFilters();
 
    // 创建一个list，初始化时，将globalFilters装入！
    List<GatewayFilter> combined = new ArrayList<>(this.globalFilters);
    // 添加元素 —— 默认过滤器、路由过滤器
    combined.addAll(gatewayFilters);
 
    // 排序
    AnnotationAwareOrderComparator.sort(combined);
 
    if (logger.isDebugEnabled()) {
        logger.debug("Sorted gatewayFilterFactories: " + combined);
    }
 
    return new FilteringWebHandler.DefaultGatewayFilterChain(combined).filter(exchange);
}

六、跨域问题

1.什么是跨域问题

跨域：域名不一致就是跨域，主要包括：

• 域名不同： www.taobao.com 和 www.taobao.org 和 www.jd.com 和 miaosha.jd.com

• 域名相同，端口不同：localhost:8080和localhost8081

跨域问题：浏览器禁止请求的发起者与服务端发生跨域ajax请求，请求被浏览器拦截的问题

解决方案：CORS，这个以前应该学习过，这里不再赘述了。

不知道的小伙伴可以查看：https://www.ruanyifeng.com/blog/2016/04/cors.html

2.解决跨域问题

在gateway服务的application.yml文件中，添加下面的配置：

spring:
  cloud:
    gateway:
      # 。。。
      globalcors: # 全局的跨域处理
        add-to-simple-url-handler-mapping: true # 解决options请求被拦截问题
        corsConfigurations:
          '[/**]':
            allowedOrigins: # 允许哪些网站的跨域请求 
              - "http://localhost:8090"
            allowedMethods: # 允许的跨域ajax的请求方式
              - "GET"
              - "POST"
              - "DELETE"
              - "PUT"
              - "OPTIONS"
            allowedHeaders: "*" # 允许在请求中携带的头信息
            allowCredentials: true # 是否允许携带cookie
            maxAge: 360000 # 这次跨域检测的有效期