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Spring Cloud 終于按捺不住推出了自己的服務(wù)網(wǎng)關(guān) Gateway

作者：微笑很純潔
企業(yè)動態(tài)
Spring Cloud Gateway 是 Spring Cloud 的一個全新項目，該項目是基于 Spring 5.0，Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等技術(shù)開發(fā)的網(wǎng)關(guān)，它旨在為微服務(wù)架構(gòu)提供一種簡單有效的統(tǒng)一的 API 路由管理方式。

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Spring 官方最終還是按捺不住推出了自己的網(wǎng)關(guān)組件：Spring Cloud Gateway ，相比之前我們使用的 Zuul(1.x) 它有哪些優(yōu)勢呢?Zuul(1.x) 基于 Servlet，使用阻塞 API，它不支持任何長連接，如 WebSockets，Spring Cloud Gateway 使用非阻塞 API，支持 WebSockets，支持限流等新特性。

Spring Cloud Gateway

Spring Cloud Gateway 是 Spring Cloud 的一個全新項目，該項目是基于 Spring 5.0，Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等技術(shù)開發(fā)的網(wǎng)關(guān)，它旨在為微服務(wù)架構(gòu)提供一種簡單有效的統(tǒng)一的 API 路由管理方式。

Spring Cloud Gateway 作為 Spring Cloud 生態(tài)系統(tǒng)中的網(wǎng)關(guān)，目標是替代 Netflix Zuul，其不僅提供統(tǒng)一的路由方式，并且基于 Filter 鏈的方式提供了網(wǎng)關(guān)基本的功能，例如：安全，監(jiān)控/指標，和限流。

相關(guān)概念:

  • Route(路由)：這是網(wǎng)關(guān)的基本構(gòu)建塊。它由一個 ID，一個目標 URI，一組斷言和一組過濾器定義。如果斷言為真，則路由匹配。
  • Predicate(斷言)：這是一個 Java 8 的 Predicate。輸入類型是一個 ServerWebExchange。我們可以使用它來匹配來自 HTTP 請求的任何內(nèi)容，例如 headers 或參數(shù)。
  • Filter(過濾器)：這是org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilter的實例，我們可以使用它修改請求和響應(yīng)。

工作流程：

 

客戶端向 Spring Cloud Gateway 發(fā)出請求。如果 Gateway Handler Mapping 中找到與請求相匹配的路由，將其發(fā)送到 Gateway Web Handler。Handler 再通過指定的過濾器鏈來將請求發(fā)送到我們實際的服務(wù)執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯，然后返回。

過濾器之間用虛線分開是因為過濾器可能會在發(fā)送代理請求之前(“pre”)或之后(“post”)執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯。

Spring Cloud Gateway 的特征：

  • 基于 Spring Framework 5，Project Reactor 和 Spring Boot 2.0
  • 動態(tài)路由
  • Predicates 和 Filters 作用于特定路由
  • 集成 Hystrix 斷路器
  • 集成 Spring Cloud DiscoveryClient
  • 易于編寫的 Predicates 和 Filters
  • 限流
  • 路徑重寫

快速上手

Spring Cloud Gateway 網(wǎng)關(guān)路由有兩種配置方式：

  • 在配置文件 yml 中配置
  • 通過@Bean自定義 RouteLocator，在啟動主類 Application 中配置

這兩種方式是等價的，建議使用 yml 方式進配置。

使用 Spring Cloud Finchley 版本，F(xiàn)inchley 版本依賴于 Spring Boot 2.0.6.RELEASE。

  1. <parent> 
  2.     <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
  3.     <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId> 
  4.     <version>2.0.6.RELEASE</version> 
  5.     <relativePath/> <!-- lookup parent from repository --> 
  6. </parent> 
  7.  
  8. <dependencyManagement> 
  9.     <dependencies> 
  10.         <dependency> 
  11.             <groupId>org.springframework.cloud</groupId> 
  12.             <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId> 
  13.             <version>Finchley.SR2</version> 
  14.             <type>pom</type> 
  15.             <scope>import</scope> 
  16.         </dependency> 
  17.     </dependencies> 
  18. </dependencyManagement> 

經(jīng)測試 Finchley.RELEASE 有 bug 多次請求會報空指針異常，SR2 是 Spring Cloud 的***版本。

添加項目需要使用的依賴包

  1. <dependency> 
  2.     <groupId>org.springframework.cloud</groupId> 
  3.     <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId> 
  4. </dependency> 

Spring Cloud Gateway 是使用 netty+webflux 實現(xiàn)因此不需要再引入 web 模塊。

我們先來測試一個最簡單的請求轉(zhuǎn)發(fā)。

  1. server: 
  2.   port: 8080 
  3. spring: 
  4.   cloud: 
  5.     gateway: 
  6.       routes: 
  7.       - id: neo_route 
  8.         uri: http://www.ityouknow.com 
  9.         predicates: 
  10.         - Path=/spring-cloud 

各字段含義如下：

  • id：我們自定義的路由 ID，保持唯一
  • uri：目標服務(wù)地址
  • predicates：路由條件，Predicate 接受一個輸入?yún)?shù)，返回一個布爾值結(jié)果。該接口包含多種默認方法來將 Predicate 組合成其他復(fù)雜的邏輯(比如：與，或，非)。
  • filters：過濾規(guī)則，本示例暫時沒用。

上面這段配置的意思是，配置了一個 id 為 neo_route 的路由規(guī)則，當訪問地址 http://localhost:8080/spring-cloud時會自動轉(zhuǎn)發(fā)到地址：http://www.ityouknow.com/spring-cloud。配置完成啟動項目即可在瀏覽器訪問進行測試，當我們訪問地址http://localhost:8080/spring-cloud 時會展示頁面展示如下：

 

明頁面轉(zhuǎn)發(fā)成功。

轉(zhuǎn)發(fā)功能同樣可以通過代碼來實現(xiàn)，我們可以在啟動類 GateWayApplication 中添加方法 customRouteLocator() 來定制轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。

  1. @SpringBootApplication 
  2. public class GateWayApplication { 
  3.  
  4.     public static void main(String[] args) { 
  5.         SpringApplication.run(GateWayApplication.class, args); 
  6.     } 
  7.  
  8.     @Bean 
  9.     public RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) { 
  10.         return builder.routes() 
  11.                 .route("path_route", r -> r.path("/about") 
  12.                         .uri("http://ityouknow.com")) 
  13.                 .build(); 
  14.     } 
  15.  
  16. } 

上面配置了一個 id 為 path_route 的路由，當訪問地址http://localhost:8080/about時會自動轉(zhuǎn)發(fā)到地址：http://www.ityouknow.com/about和上面的轉(zhuǎn)發(fā)效果一樣，只是這里轉(zhuǎn)發(fā)的是以項目地址/about格式的請求地址。

上面兩個示例中 uri 都是指向了我的個人網(wǎng)站，在實際項目使用中可以將 uri 指向?qū)ν馓峁┓?wù)的項目地址，統(tǒng)一對外輸出接口。

以上便是 Spring Cloud Gateway 最簡單的兩個請求示例，Spring Cloud Gateway 還有更多實用的功能接下來我們一一介紹。

路由規(guī)則

Spring Cloud Gateway 的功能很強大，我們僅僅通過 Predicates 的設(shè)計就可以看出來，前面我們只是使用了 predicates 進行了簡單的條件匹配，其實 Spring Cloud Gataway 幫我們內(nèi)置了很多 Predicates 功能。

Spring Cloud Gateway 是通過 Spring WebFlux 的 HandlerMapping 做為底層支持來匹配到轉(zhuǎn)發(fā)路由，Spring Cloud Gateway 內(nèi)置了很多 Predicates 工廠，這些 Predicates 工廠通過不同的 HTTP 請求參數(shù)來匹配，多個 Predicates 工廠可以組合使用。

Predicate 介紹

Predicate 來源于 Java 8，是 Java 8 中引入的一個函數(shù)，Predicate 接受一個輸入?yún)?shù)，返回一個布爾值結(jié)果。該接口包含多種默認方法來將 Predicate 組合成其他復(fù)雜的邏輯(比如：與，或，非)?？梢杂糜诮涌谡埱髤?shù)校驗、判斷新老數(shù)據(jù)是否有變化需要進行更新操作。and--與、or--或、negate--非

在 Spring Cloud Gateway 中 Spring 利用 Predicate 的特性實現(xiàn)了各種路由匹配規(guī)則，有通過 Header、請求參數(shù)等不同的條件來進行作為條件匹配到對應(yīng)的路由。網(wǎng)上有一張圖總結(jié)了 Spring Cloud 內(nèi)置的幾種 Predicate 的實現(xiàn)。

 

說白了 Predicate 就是為了實現(xiàn)一組匹配規(guī)則，方便讓請求過來找到對應(yīng)的 Route 進行處理，接下來我們接下 Spring Cloud GateWay 內(nèi)置幾種 Predicate 的使用。

通過時間匹配

Predicate 支持設(shè)置一個時間，在請求進行轉(zhuǎn)發(fā)的時候，可以通過判斷在這個時間之前或者之后進行轉(zhuǎn)發(fā)。比如我們現(xiàn)在設(shè)置只有在2019年1月1日才會轉(zhuǎn)發(fā)到我的網(wǎng)站，在這之前不進行轉(zhuǎn)發(fā)，我就可以這樣配置：

  1. spring: 
  2.   cloud: 
  3.     gateway: 
  4.       routes: 
  5.        - id: time_route 
  6.         uri: http://ityouknow.com 
  7.         predicates: 
  8.          - After=2018-01-20T06:06:06+08:00[Asia/Shanghai] 

Spring 是通過 ZonedDateTime 來對時間進行的對比，ZonedDateTime 是 Java 8 中日期時間功能里，用于表示帶時區(qū)的日期與時間信息的類，ZonedDateTime 支持通過時區(qū)來設(shè)置時間，中國的時區(qū)是：Asia/Shanghai。

After Route Predicate 是指在這個時間之后的請求都轉(zhuǎn)發(fā)到目標地址。上面的示例是指，請求時間在 2018年1月20日6點6分6秒之后的所有請求都轉(zhuǎn)發(fā)到地址http://ityouknow.com。+08:00是指時間和UTC時間相差八個小時，時間地區(qū)為Asia/Shanghai。

添加完路由規(guī)則之后，訪問地址http://localhost:8080會自動轉(zhuǎn)發(fā)到http://ityouknow.com。

Before Route Predicate 剛好相反，在某個時間之前的請求的請求都進行轉(zhuǎn)發(fā)。我們把上面路由規(guī)則中的 After 改為 Before，如下：

  1. spring: 
  2.   cloud: 
  3.     gateway: 
  4.       routes: 
  5.        - id: after_route 
  6.         uri: http://ityouknow.com 
  7.         predicates: 
  8.          - Before=2018-01-20T06:06:06+08:00[Asia/Shanghai] 

就表示在這個時間之前可以進行路由，在這時間之后停止路由，修改完之后重啟項目再次訪問地址http://localhost:8080，頁面會報 404 沒有找到地址。

除過在時間之前或者之后外，Gateway 還支持限制路由請求在某一個時間段范圍內(nèi)，可以使用 Between Route Predicate 來實現(xiàn)。

  1. spring: 
  2.   cloud: 
  3.     gateway: 
  4.       routes: 
  5.        - id: after_route 
  6.         uri: http://ityouknow.com 
  7.         predicates: 
  8.          - Between=2018-01-20T06:06:06+08:00[Asia/Shanghai], 2019-01-20T06:06:06+08:00[Asia/Shanghai] 

這樣設(shè)置就意味著在這個時間段內(nèi)可以匹配到此路由，超過這個時間段范圍則不會進行匹配。通過時間匹配路由的功能很酷，可以用在限時搶購的一些場景中。

通過 Cookie 匹配

Cookie Route Predicate 可以接收兩個參數(shù)，一個是 Cookie name ,一個是正則表達式，路由規(guī)則會通過獲取對應(yīng)的 Cookie name 值和正則表達式去匹配，如果匹配上就會執(zhí)行路由，如果沒有匹配上則不執(zhí)行。

  1. spring: 
  2.   cloud: 
  3.     gateway: 
  4.       routes: 
  5.            - id: cookie_route 
  6.               uri: http://ityouknow.com 
  7.               predicates: 
  8.               - Cookie=ityouknow, kee.e 

使用 curl 測試，命令行輸入:

  1. curl http://localhost:8080 --cookie "ityouknow=kee.e" 

則會返回頁面代碼，如果去掉--cookie "ityouknow=kee.e"，后臺匯報 404 錯誤。

通過 Header 屬性匹配

Header Route Predicate 和 Cookie Route Predicate 一樣，也是接收 2 個參數(shù)，一個 header 中屬性名稱和一個正則表達式，這個屬性值和正則表達式匹配則執(zhí)行。

  1. spring: 
  2.   cloud: 
  3.     gateway: 
  4.       routes: 
  5.       - id: header_route 
  6.         uri: http://ityouknow.com 
  7.         predicates: 
  8.         - Header=X-Request-Id, \d+ 

使用 curl 測試，命令行輸入:

  1. curl http://localhost:8080 -H "X-Request-Id:666666" 

則返回頁面代碼證明匹配成功。將參數(shù)-H "X-Request-Id:666666"改為-H "X-Request-Id:neo"再次執(zhí)行時返回404證明沒有匹配。

通過 Host 匹配

Host Route Predicate 接收一組參數(shù)，一組匹配的域名列表，這個模板是一個 ant 分隔的模板，用.號作為分隔符。它通過參數(shù)中的主機地址作為匹配規(guī)則。

  1. spring: 
  2.   cloud: 
  3.     gateway: 
  4.       routes: 
  5.       - id: host_route 
  6.         uri: http://ityouknow.com 
  7.         predicates: 
  8.         - Host=**.ityouknow.com 

使用 curl 測試，命令行輸入:

  1. curl http://localhost:8080  -H "Host: www.ityouknow.com"  
  2. curl http://localhost:8080  -H "Host: md.ityouknow.com"  

經(jīng)測試以上兩種 host 均可匹配到 host_route 路由，去掉 host 參數(shù)則會報 404 錯誤。

通過請求方式匹配

可以通過是 POST、GET、PUT、DELETE 等不同的請求方式來進行路由。

  1. spring: 
  2.   cloud: 
  3.     gateway: 
  4.       routes: 
  5.       - id: method_route 
  6.         uri: http://ityouknow.com 
  7.         predicates: 
  8.         - Method=GET 

使用 curl 測試，命令行輸入:

  1. # curl 默認是以 GET 的方式去請求 
  2. curl http://localhost:8080 

測試返回頁面代碼，證明匹配到路由，我們再以 POST 的方式請求測試。

  1. # curl 默認是以 GET 的方式去請求 
  2. curl -X POST http://localhost:8080 

返回 404 沒有找到，證明沒有匹配上路由

通過請求路徑匹配

Path Route Predicate 接收一個匹配路徑的參數(shù)來判斷是否走路由。

  1. spring: 
  2.   cloud: 
  3.     gateway: 
  4.       routes: 
  5.       - id: host_route 
  6.         uri: http://ityouknow.com 
  7.         predicates: 
  8.         - Path=/foo/{segment} 

如果請求路徑符合要求，則此路由將匹配，例如：/foo/1 或者 /foo/bar。

使用 curl 測試，命令行輸入:

  1. curl http://localhost:8080/foo/1 
  2. curl http://localhost:8080/foo/xx 
  3. curl http://localhost:8080/boo/xx 

經(jīng)過測試***和第二條命令可以正常獲取到頁面返回值，***一個命令報404，證明路由是通過指定路由來匹配。

通過請求參數(shù)匹配

Query Route Predicate 支持傳入兩個參數(shù)，一個是屬性名一個為屬性值，屬性值可以是正則表達式。

  1. spring: 
  2.   cloud: 
  3.     gateway: 
  4.       routes: 
  5.       - id: query_route 
  6.         uri: http://ityouknow.com 
  7.         predicates: 
  8.         - Query=smile 

這樣配置，只要請求中包含 smile 屬性的參數(shù)即可匹配路由。

使用 curl 測試，命令行輸入:

  1. curl localhost:8080?smile=x&id=2 

經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)只要請求匯總帶有 smile 參數(shù)即會匹配路由，不帶 smile 參數(shù)則不會匹配。

還可以將 Query 的值以鍵值對的方式進行配置，這樣在請求過來時會對屬性值和正則進行匹配，匹配上才會走路由。

  1. spring: 
  2.   cloud: 
  3.     gateway: 
  4.       routes: 
  5.       - id: query_route 
  6.         uri: http://ityouknow.com 
  7.         predicates: 
  8.         - Query=keep, pu. 

這樣只要當請求中包含 keep 屬性并且參數(shù)值是以 pu 開頭的長度為三位的字符串才會進行匹配和路由。

使用 curl 測試，命令行輸入:

  1. curl localhost:8080?keep=pub 

測試可以返回頁面代碼，將 keep 的屬性值改為 pubx 再次訪問就會報 404,證明路由需要匹配正則表達式才會進行路由。

通過請求 ip 地址進行匹配

Predicate 也支持通過設(shè)置某個 ip 區(qū)間號段的請求才會路由，RemoteAddr Route Predicate 接受 cidr 符號(IPv4 或 IPv6 )字符串的列表(最小大小為1)，例如 192.168.0.1/16 (其中 192.168.0.1 是 IP 地址，16 是子網(wǎng)掩碼)。

  1. spring: 
  2.   cloud: 
  3.     gateway: 
  4.       routes: 
  5.       - id: remoteaddr_route 
  6.         uri: http://ityouknow.com 
  7.         predicates: 
  8.         - RemoteAddr=192.168.1.1/24 

可以將此地址設(shè)置為本機的 ip 地址進行測試。

  1. curl localhost:8080 

果請求的遠程地址是 192.168.1.10，則此路由將匹配。

組合使用

上面為了演示各個 Predicate 的使用，我們是單個單個進行配置測試，其實可以將各種 Predicate 組合起來一起使用。

例如：

  1. spring: 
  2.   cloud: 
  3.     gateway: 
  4.       routes: 
  5.        - id: host_foo_path_headers_to_httpbin 
  6.         uri: http://ityouknow.com 
  7.         predicates: 
  8.         - Host=**.foo.org 
  9.         - Path=/headers 
  10.         - Method=GET 
  11.         - Header=X-Request-Id, \d+ 
  12.         - Query=foo, ba. 
  13.         - Query=baz 
  14.         - Cookie=chocolate, ch.p 
  15.         - After=2018-01-20T06:06:06+08:00[Asia/Shanghai] 

各種 Predicates 同時存在于同一個路由時，請求必須同時滿足所有的條件才被這個路由匹配。

一個請求滿足多個路由的謂詞條件時，請求只會被***成功匹配的路由轉(zhuǎn)發(fā)

總結(jié)

通過今天的學(xué)習發(fā)現(xiàn) Spring Cloud Gateway 使用非常的靈活，可以根據(jù)不同的情況來進行路由分發(fā)，在實際項目中可以自由組合使用。同時 Spring Cloud Gateway 還有更多很酷的功能，比如 Filter 、熔斷和限流等，下次我們繼續(xù)學(xué)習 Spring Cloud Gateway 的高級功能。

所有代碼都在這里：https://github.com/ityouknow/spring-cloud-examples

【本文為51CTO專欄作者“純潔的微笑”的原創(chuàng)稿件，轉(zhuǎn)載請通過微信公眾號聯(lián)系作者獲取授權(quán)】

 

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責任編輯：武曉燕 來源： 51CTO專欄
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