微服务从零到一 服务网关gateway过滤器
服务网关gateway过滤器
在上一篇文章详细的介绍了Gateway的Predict，Predict决定了请求由哪一个路由处理，在路由处理之前，需要经过“pre”类型的过滤器处理，处理返回响应之后，可以由“post”类型的过滤器处理。
与zuul不同的是，filter除了分为“pre”和“post”两种方式的filter外，在Spring Cloud Gateway中，filter从作用范围可分为另外两种，一种是针对于单个路由的gateway filter，它在配置文件中的写法同predict类似；另外一种是针对于所有路由的global gateway filer。现在从作用范围划分的维度来讲解这两种filter。
gateway filter
过滤器允许以某种方式修改传入的HTTP请求或传出的HTTP响应。过滤器可以限定作用在某些特定请求路径上。 Spring Cloud Gateway包含许多内置的GatewayFilter工厂。
GatewayFilter工厂同上一篇介绍的Predicate工厂类似，都是在配置文件application.yml中配置，遵循了约定大于配置的思想，只需要在配置文件配置GatewayFilter Factory的名称，而不需要写全部的类名，比如AddRequestHeaderGatewayFilterFactory只需要在配置文件中写AddRequestHeader，而不是全部类名。在配置文件中配置的GatewayFilter Factory最终都会相应的过滤器工厂类处理。
Spring Cloud Gateway 内置的过滤器工厂一览表如下：
现在挑几个常见的过滤器工厂来讲解，每一个过滤器工厂在官方文档都给出了详细的使用案例，如果不清楚的还可以在org.springframework.cloud.gateway.filter.factory看每一个过滤器工厂的源码。
AddRequestHeader GatewayFilter Factory
创建工程，引入相关的依赖,包括spring boot 版本2.0.5，spring Cloud版本Finchley，gateway依赖如下：
在gateway工程的配置文件中，加入以下的配置：
server:
port: 1007
spring:
profiles:
active: add_request_header_route
---
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: add_request_header_route
uri: http://httpbin.org:80/get
filters:
- AddRequestHeader=X-Request-Foo, Bar
predicates:
- After=2017-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver]
profiles: add_request_header_route
在上述的配置中，工程的启动端口为1007，配置文件为add_request_header_route，在add_request_header_route配置中，配置了roter的id为add_request_header_route，路由地址为http://httpbin.org:80/get，该router有AfterPredictFactory，有一个filter为AddRequestHeaderGatewayFilterFactory(约定写成AddRequestHeader)，AddRequestHeader过滤器工厂会在请求头加上一对请求头，名称为X-Request-Foo，值为Bar。为了验证AddRequestHeaderGatewayFilterFactory是怎么样工作的，查看它的源码，AddRequestHeaderGatewayFilterFactory的源码如下：
public class AddRequestHeaderGatewayFilterFactory extends AbstractNameValueGatewayFilterFactory {
@Override
public GatewayFilter apply(NameValueConfig config) {
return (exchange, chain) -> {
ServerHttpRequest request = exchange.getRequest().mutate()
.header(config.getName(), config.getValue())
.build();
return chain.filter(exchange.mutate().request(request).build());
};
}
}
由上面的代码可知，根据旧的ServerHttpRequest创建新的 ServerHttpRequest ，在新的ServerHttpRequest加了一个请求头，然后创建新的 ServerWebExchange ，提交过滤器链继续过滤。
RewritePath GatewayFilter Factory
在Nginx服务启中有一个非常强大的功能就是重写路径，Spring Cloud Gateway默认也提供了这样的功能，这个功能是Zuul没有的。在配置文件中加上以下的配置：
spring:
profiles:
active: rewritepath_route
---
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: rewritepath_route
uri: https://blog.csdn.net
predicates:
- Path=/foo/**
filters:
- RewritePath=/foo/(?.*), /$\{segment}
profiles: rewritepath_route
上面的配置中，所有的/foo/**开始的路径都会命中配置的router，并执行过滤器的逻辑，在本案例中配置了RewritePath过滤器工厂，此工厂将/foo/(?.*)重写为{segment}，然后转发到https://blog.csdn.net。比如在网页上请求localhost:8081/foo/forezp，此时会将请求转发到https://blog.csdn.net/forezp的页面，比如在网页上请求localhost:8081/foo/forezp/1，页面显示404，就是因为不存在https://blog.csdn.net/forezp/1这个页面。
自定义过滤器
Spring Cloud Gateway内置了19种强大的过滤器工厂，能够满足很多场景的需求，那么能不能自定义自己的过滤器呢，当然是可以的。在spring Cloud Gateway中，过滤器需要实现GatewayFilter和Ordered2个接口。写一个RequestTimeFilter，代码如下：
public class RequestTimeFilter implements GatewayFilter, Ordered {
private static final Log log = LogFactory.getLog(GatewayFilter.class);
private static final String REQUEST_TIME_BEGIN = "requestTimeBegin";
@Override
public Mono filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
exchange.getAttributes().put(REQUEST_TIME_BEGIN, System.currentTimeMillis());
return chain.filter(exchange).then(
Mono.fromRunnable(() -> {
Long startTime = exchange.getAttribute(REQUEST_TIME_BEGIN);
if (startTime != null) {
log.info(exchange.getRequest().getURI().getRawPath() + ": " + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
}
})
);
}
@Override
public int getOrder() {
return 0;
}
}
在上面的代码中，Ordered中的int getOrder()方法是来给过滤器设定优先级别的，值越大则优先级越低。还有有一个filterI(exchange,chain)方法，在该方法中，先记录了请求的开始时间，并保存在ServerWebExchange中，此处是一个“pre”类型的过滤器，然后再chain.filter的内部类中的run()方法中相当于"post"过滤器，在此处打印了请求所消耗的时间。然后将该过滤器注册到router中，代码如下：
@Bean
public RouteLocator customerRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) {
// @formatter:off
return builder.routes()
.route(r -> r.path("/customer/**")
.filters(f -> f.filter(new RequestTimeFilter())
.addResponseHeader("X-Response-Default-Foo", "Default-Bar"))
.uri("http://httpbin.org:80/get")
.order(0)
.id("customer_filter_router")
)
.build();
// @formatter:on
}
重启程序，通过curl命令模拟请求：localhost:1007/customer/123,控制台会输出如下日志
2018-11-16 15:02:20.177 INFO 20488 --- [ctor-http-nio-3] o.s.cloud.gateway.filter.GatewayFilter : /customer/123: 152ms
自定义过滤器工厂
在上面的自定义过滤器中，有没有办法自定义过滤器工厂类呢?这样就可以在配置文件中配置过滤器了。现在需要实现一个过滤器工厂，在打印时间的时候，可以设置参数来决定是否打印请参数。查看GatewayFilterFactory的源码，可以发现GatewayFilterfactory的层级如下：
过滤器工厂的顶级接口是GatewayFilterFactory，我们可以直接继承它的两个抽象类来简化开发AbstractGatewayFilterFactory和AbstractNameValueGatewayFilterFactory，这两个抽象类的区别就是前者接收一个参数（像StripPrefix和我们创建的这种），后者接收两个参数（像AddResponseHeader）。
过滤器工厂的顶级接口是GatewayFilterFactory，有2个两个较接近具体实现的抽象类，分别为AbstractGatewayFilterFactory和AbstractNameValueGatewayFilterFactory，这2个类前者接收一个参数，比如它的实现类RedirectToGatewayFilterFactory；后者接收2个参数，比如它的实现类AddRequestHeaderGatewayFilterFactory类。现在需要将请求的日志打印出来，需要使用一个参数，这时可以参照RedirectToGatewayFilterFactory的写法。
public class RequestTimeGatewayFilterFactory extends AbstractGatewayFilterFactory {
private static final Log log = LogFactory.getLog(GatewayFilter.class);
private static final String REQUEST_TIME_BEGIN = "requestTimeBegin";
private static final String KEY = "withParams";
@Override
public List shortcutFieldOrder() {
return Arrays.asList(KEY);
}
public RequestTimeGatewayFilterFactory() {
super(Config.class);
}
@Override
public GatewayFilter apply(Config config) {
return (exchange, chain) -> {
exchange.getAttributes().put(REQUEST_TIME_BEGIN, System.currentTimeMillis());
return chain.filter(exchange).then(
Mono.fromRunnable(() -> {
Long startTime = exchange.getAttribute(REQUEST_TIME_BEGIN);
if (startTime != null) {
StringBuilder sb = new StringBuilder(exchange.getRequest().getURI().getRawPath())
.append(": ")
.append(System.currentTimeMillis() - startTime)
.append("ms");
if (config.isWithParams()) {
sb.append(" params:").append(exchange.getRequest().getQueryParams());
}
log.info(sb.toString());
}
})
);
};
}
public static class Config {
private boolean withParams;
public boolean isWithParams() {
return withParams;
}
public void setWithParams(boolean withParams) {
this.withParams = withParams;
}
}
}
在上面的代码中 apply(Config config)方法内创建了一个GatewayFilter的匿名类，具体的实现逻辑跟之前一样，只不过加了是否打印请求参数的逻辑，而这个逻辑的开关是config.isWithParams()。静态内部类类Config就是为了接收那个boolean类型的参数服务的，里边的变量名可以随意写，但是要重写List shortcutFieldOrder()这个方法。
。
需要注意的是，在类的构造器中一定要调用下父类的构造器把Config类型传过去，否则会报ClassCastException
最后，需要在工程的启动文件Application类中，向Srping Ioc容器注册RequestTimeGatewayFilterFactory类的Bean。
@Bean
public RequestTimeGatewayFilterFactory elapsedGatewayFilterFactory() {
return new RequestTimeGatewayFilterFactory();
}
然后可以在配置文件中配置如下：
spring:
profiles:
active: elapse_route
---
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: elapse_route
uri: http://httpbin.org:80/get
filters:
- RequestTime=false
predicates:
- After=2017-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver]
profiles: elapse_route
启动工程，在浏览器上访问localhost:1007?name=forezp，可以在控制台上看到，日志输出了请求消耗的时间和请求参数。
global filter
Spring Cloud Gateway根据作用范围划分为GatewayFilter和GlobalFilter，二者区别如下：
GatewayFilter : 需要通过spring.cloud.routes.filters 配置在具体路由下，只作用在当前路由上或通过spring.cloud.default-filters配置在全局，作用在所有路由上
GlobalFilter : 全局过滤器，不需要在配置文件中配置，作用在所有的路由上，最终通过GatewayFilterAdapter包装成GatewayFilterChain可识别的过滤器，它为请求业务以及路由的URI转换为真实业务服务的请求地址的核心过滤器，不需要配置，系统初始化时加载，并作用在每个路由上。
上图中每一个GlobalFilter都作用在每一个router上，能够满足大多数的需求。但是如果遇到业务上的定制，可能需要编写满足自己需求的GlobalFilter。在下面的案例中将讲述如何编写自己GlobalFilter，该GlobalFilter会校验请求中是否包含了请求参数“token”，如何不包含请求参数“token”则不转发路由，否则执行正常的逻辑。代码如下：
public class TokenFilter implements GlobalFilter, Ordered {
Logger logger=LoggerFactory.getLogger( TokenFilter.class );
@Override
public Mono filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
String token = exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("token");
if (token == null || token.isEmpty()) {
logger.info( "token is empty..." );
exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
return exchange.getResponse().setComplete();
}
return chain.filter(exchange);
}
@Override
public int getOrder() {
return -100;
}
}
在上面的TokenFilter需要实现GlobalFilter和Ordered接口，这和实现GatewayFilter很类似。然后根据ServerWebExchange获取ServerHttpRequest，然后根据ServerHttpRequest中是否含有参数token，如果没有则完成请求，终止转发，否则执行正常的逻辑。
然后需要将TokenFilter在工程的启动类中注入到Spring Ioc容器中，代码如下：
@Bean
public TokenFilter tokenFilter(){
return new TokenFilter();
}
启动工程，使用curl命令请求：localhost:8081/customer/123
可以看到请没有被转发，请求被终止，并在控制台打印了如下日志：
2018-11-16 15:30:13.543 INFO 19372 --- [ctor-http-nio-2] gateway.TokenFilter : token is empty...
上面的日志显示了请求进入了没有传“token”的逻辑。
总结
本篇文章讲述了Spring Cloud Gateway中的过滤器，包括GatewayFilter和GlobalFilter。从官方文档的内置过滤器讲起，然后讲解自定义GatewayFilter、GatewayFilterFactory以及自定义的GlobalFilter。有很多内置的过滤器并没有讲述到，比如限流过滤器，这个我觉得是比较重要和大家关注的过滤器，将在之后的文章讲述。
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